[أسيرة القمر]

نشاط : مختبرات مسعّر فنجان القهوة

التغير الحراري المولاري للمحاليل

الهدف : حساب التغير الحراري لذوبان المادة الأيونية الصلبة

المواد اللازمة :

• كلوريد الأمونيوم (NH4Cl)
• كلوريد الكاليسيوم (CaCl2 )
• 100 – 200 مل من فنجان قهوة وغطاء
• مخبار مدرّج
• ماء ( ويفضل المقطر بدون شك )
• ترمومتر
• عصا تحريك

الإجراءات :

1. حضّر 100 مل من الماء المقطر باستخدام المخبار المدرج ثم قس درجة حرارته
2. ضع الماء في فنجان القهوة الفليني
3. زن 0,1 مول من كلوريد الأمونيوم
4. ضع هذه الكمية من كلوريد الامونيوم في الماء الذي في فنجان القهوة الفليني ثم غطيه. حرّك المادة الصلبة حتى تذوب .
5. سجّل أقل درجة حرارة سيصل لها المحلول .
6. فرّغ محتويات فنجان القهوة وإغسله ثم كرر الإجراءات الخطوات من 1 – 5 مع عينة ثانية من كلوريد الأمونيوم.
7. الآن كرر الخطوات من 1 – 6 مستخدما 0,1 مول من كلوريد الكاليسيوم .

البيانات :

الحسابات :

1. احسب التغير الحراري المولاري ( ∆H ) لذوبان كلا المادتين الصلبتين. باستخدام المعادلة الرياضية التالية :

m = كتلة المواد بــ كغم
c = السعة الحرارية النوعية للماء (4.19 J/g*oC)
t ∆ = التغير في درجة حرارة الماء الحاصل

نشاط مختبري : التغير الحراري المولاري لانصهار الثلج

الهدف : حساب التغير الحراري المولاري لانصهار الثلج

المواد اللازمة :

• 100 و200 مل فنجانين قهوة فلين وغطاء
• 100 مل مخبار مدرج
• ترمومتر
• ميزان إلكتروني
• ثلج
• ماء ساخن ( 50 ْ س )
• ورق للتنشيف

الإجراءات :

• جد كتلة كوبي القهوة والغطاء
• سخّن الماء في كأس 250 مل تقريبا حتى درجة حرارة 50 ْ س
• املأ كوب القهوة الفليني بــ 100 مل من الماء الساخن مستخدما المخبار المدرج لقياس الحجم
• قس درجة حرارة الماء
• جد كتلة الماء والكوب القهوة والغطاء
• احصل على ثلج مجروش ( تقريبا 15 – 20 غم ( حفنتين )
• جفف الثلج بورثق التنشيف لإزالة الماء الراشح عن سطحه
• سجل درجة حرارة الماء في كوب القهوة ( ثبّت القيمة كدرجة الحرارة الأبتدائية )
• ضع كوب القهوة وبما فيه من ماء على الميزان الإلكتروني ثم أضف ثلج كافي ليزيد الكتلة تقريبا بمقدار 15 غم ( لاحظ ليس من الضروري أن تكون الزيادة بالضبط 15 م ) . غط كوب القهوة الفليني وسجّل الكتلة النهائية للكل.
• حرّك الثلج حتى ينصهر كليا ثم سجّل درجة الحرارة النهائية لمحتويات كوب القهوة الفليني.

البيانات :

الحسابات :

1. احسب كتلة الماء الموجود في مسعّر كوب القهوة بالــ كغم
2. احسب كتلة الثلج المضافة إلى المسعّر بالــ كغم
3. احسب عدد مولات الثلج المضافة ( كتلة الثلج بالــغم ÷ الكتلة المولية للماء ) = n
4. احسب التغير في درجة الحرارة للماء الذي في المسعّر ( درجة الحرارة قبل – درجة الحرارة بعد )
5. احسب التغير في درجة الحرارة الحاصل للثلج بعد انصهاره ( وهذه عبارة ع التغير من 0 ْ س إلى درجة الحرارة النهائية لخليط الثلج والماء )
6. الحرارة التي فقدها الماء الساخن في المسعّر يكون قد امتص بواسطة الثلج عند بدء انصهار ثم رفع درجة الحرارة الماء الناتج من الإنصهار إلى درجة الحرارة النهائية للخليط في المسعّر . فالمعادلات الرياضية المستخدمة لهذه التغيرات هي :

a. الحرارة المفقودة للمسعّر ومحتوياته

Q = m * c * ∆t

o Q = الحرارة بـــ KJ
o m = كتلة الماء بالمسعّر بالـــ كجم
o c = السعة الحرارية النوعية للماء (4.19 J/g * oC)
o t ∆ = التغير في درجة الماء في المسعّر

b. الحرارة المكتسبة بواسطة الثلج المنصهر

Q = ∆H * n

o Q = الحرارة بالــ كغم
o ∆H = التغير الحراري المولاري لانصهار الثلج
o n = عدد مولات الثلج

c. الحرارة المكتسبة بواسطة الثلج عندما اصبح ماءا ثم بدأت حرارته بالارتفاع حتى وصلت لدرجة الحرارة النهائية للخليط في المسعّر

Q = m* c *∆t

o Q = الحرارة بـــ KJ
o m = كتلة الثلج المنصهر بالـــ كجم ( نفس كتلة الثلج المضافة )
o c = السعة الحرارية النوعية للماء (4.19 J/g * oC)
o t ∆ = التغير في درجة الثلج بعد انصهاره

وبإمكاننا جمع المعادلات الرياضية السابقة كالتالي :

7. عوّض القيم من البيانات المجمّعة من التجربة العملية في هذه المعادلات الرياضية واحسب التغيّر الحراري المولاري لإنصهار الثلج ( ∆H )

للمناقشة :

1. القيمة المتوقعة للتغير الحراري المولاري لإنصهار الثلج هي 6,03 KJ / مول. قارنها بالقيمة التي حصلت عليها من حساباتك مع زملائك . احسب % الخطأ منها كما الآتي :

% الخطأ = │( القيمة المحسوبة – القيمة المتوقعة ( 6,03 )) │÷ القيمة المتوقعة (6,03)

2. ما العوامل - باعتقادك - التي بإمكانها أن تزيد الخطأ الملاحظ بالتجربة ؟ ناقش على الأقل عاملين