Предизвикателство по химия от Science Buddies

какво

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Основни понятия
Вода
Лед
Химия
Решения
Фази на материята

Въведение
Изхвърляте ли понякога кубчета лед в напитка, за да запазите хладно през горещия летен ден? Виждали ли сте някога как се топят ледените кубчета и сте се чудили как бихте могли да ги накарате да се топят по-бавно - или дори по-бързо? В тази научна дейност ще можете да опитате някои различни, обичайни битови вещества, за да опитате и да отговорите на този въпрос: Какво ще помогне на твърдото кубче лед да се превърне най-бързо в течна локва?

Заден план
Температурата не е единственото нещо, което влияе върху това как течността замръзва и се топи. Ако някога сте правили домашен сладолед по старомоден начин с помощта на машина с ръчна манивела, вероятно знаете, че имате нужда от лед и сол, за да замразите сметановата смес. По същия начин, ако живеете в студен климат, вероятно сте виждали камионите, които солят и опесъчават улиците след снеговалеж, за да не се натрупва лед по пътищата. И в двата случая солта понижава точката на замръзване на водата, което означава, че водата трябва да бъде по-студена, за да се превърне от течност в лед. За производителя на сладолед температурата на сместа от лед и сол може да стане много по-ниска, отколкото ако се използва само нормален лед, и това прави възможно замразяването на сместа от сладолед. За разпространението на солта по улиците понижаването на точката на замръзване означава, че ледът може да се стопи, дори когато външната температура е под точката на замръзване на водата. И двете събития демонстрират „депресия в точката на замръзване“.

Солта, смесена с вода, е пример за химичен разтвор. В разтвор има разтворено вещество (сол в този пример), което се разтваря в разтворител (в този случай вода). Когато други вещества се смесват с вода, те също могат да понижат точката на замръзване. В тази научна дейност ще проучите как солта, пясъкът и захарта влияят върху точката на замръзване на водата.

Материали

  • Четири кубчета лед (Всички те трябва да бъдат с еднакъв размер и форма.)
  • Четири чаши за пиене (Всички трябва да са еднакви.)
  • Трапезна сол
  • Захар
  • Пясък
  • Една четвърт чаена лъжичка мерителна лъжица


Подготовка

  • Пригответе (или закупете) няколко кубчета лед, ако нямате готови. Всички те трябва да са с еднакъв размер и форма.


Процедура


Наблюдения и резултати
Най-бързо ли се стопи кубчето лед, поръсено с готварска сол?

В тази дейност се опитахте да добавите сол, захар или пясък към леда, за да видите дали веществото ще помогне за топенето на леда. С други думи, искате да тествате дали тези вещества могат да демонстрират понижаване на точката на замръзване или понижаването на точката на замръзване на леда, така че той да се разтопи в течност при по-ниска температура от нормалната. Трябваше да видите, че кубчето лед със поръсена със сол сол се топи по-бързо от което и да е от другите кубчета. Това е така, защото количеството, с което се понижава точката на замръзване, зависи от броя на разтворените молекули, но не и от тяхната химическа природа. (Това е пример за това, което се нарича „колигативно свойство.“) В същия обем има повече молекули сол, отколкото захар или пясък, тъй като химическите компоненти, които съставляват солта, са много по-малки от захарта или пясъка.

Почисти
Не забравяйте да не излеете пясъка в канализацията на мивката или изхвърлянето на боклука! Вместо това изхвърлете влажния пясък навън или в кошчето за боклук.

Още за изследване
Солени и ледени пътища, от Science Kids
Как солта топи лед и сняг? От Акценти
Какво прави леда най-бърз ?, от Science Buddies
Направете сладолед в чанта, от Science Buddies

Тази дейност ви донесе в партньорство с Science Buddies