Frage:
Warum ist es obligatorisch, den Behälter einer Probe abzukühlen, um ihre Masse in einem Labor zu messen?
M.A.R.
2015-01-19 23:35:37 UTC
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Wir haben ein Experiment über hydratisierte Kristalle durchgeführt und genauer, wie $ n $ span> in $ \ ce {CuSO4 bestimmt werden kann .nH2O} $ span>. Nachdem wir den Tiegel erhitzt hatten, sollten wir ihn mit einem Exsikkator abkühlen. Dann kam mir die Frage: Warum müssen wir es abkühlen? Durch Recherchen im Netz konnte ich nur diese Vorschläge einbringen, aber keiner scheint für mich sehr zutreffend zu sein:

Mit Einsteins Formel:

Seine berühmte Gleichung: $$ E = mc ^ 2 $$ span> Dies bedeutet, dass Materie in Energie umgewandelt werden kann. Daher sollte mehr Energie mehr Masse bedeuten, da $ C $ span> konstant ist. Ich behaupte jedoch, dass, da $ C $ span> eine sehr große Anzahl ist, normale und in normalen Labors beobachtbare Energieänderungen die Nettoveränderung nicht ändern können der Masse dramatisch (bis zu einem Grad, den das Gleichgewicht erkennen kann)

Ein Bauchgefühl, keine Backup-Forschung:

Jeder, der gesund ist, und in Bezug auf den Wert, den das Gleichgewicht hat im Labor würde die geringste Wahrscheinlichkeit geben, dass der heiße Behälter die Oberfläche der Waage beschädigen und sie daher beschädigen würde. Aber es besteht die Möglichkeit, dass ich mich auch irre.

Warum müssen wir den Tiegel abkühlen, um die Masse der darin enthaltenen Probe mit einer Waage zu messen?

Ich bin verwirrt, warum Sie diese Antwort akzeptiert haben. Die folgende Antwort ist gut und Ihre Antwort ist nicht schlecht. Ich möchte Ihnen nicht sagen, welche Antwort besser ist und Sie können akzeptieren, welche Sie möchten.
Freds Antwort ist sehr informativ, aber sie fügt Punkte zu dem hinzu, was Ron und ich gesagt haben. Und Rons Antwort war einfach und kurz, während ich Oma Geschichten erzählte! :) :)
Fünf antworten:
ron
2015-01-19 23:39:24 UTC
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Ein Behälter, der keine Umgebungstemperatur hat, erzeugt Luftströme um ihn herum. Wenn Sie einen solchen Behälter außerhalb der Umgebung in eine Waage stellen, entwickeln sich Luftströme um den Behälter herum, wenn er sich erwärmt oder auf die Umgebung abkühlt. Diese Luftströme führen dazu, dass die Waage falsch angezeigt wird.

Fred Senese
2015-01-20 04:34:50 UTC
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Die beiden anderen Antworten hier sind in Ordnung. Es ist wahr, dass wenn das heiße Objekt, das Sie wiegen möchten, die Luft um es herum erwärmt, die Luft aufsteigt und Luftströmungen erzeugt, die Ihnen einen instabilen Messwert geben.

Ich möchte drei Dinge hinzufügen, die sie nicht erwähnt haben:

  • Die Waagschale erwärmt sich ebenfalls und verursacht Metallteile in der Waage erweitern. Dies trägt auch zu einem Fehler beim Lesen bei, und wenn sich das Metall abkühlt, ändert sich der Messwert.

  • Ein weiterer Beitrag zum Fehler besteht darin, dass die Dichte einer heißen Probe geringer ist als die Dichte einer kalten Probe, sodass ihr Auftrieb unterschiedlich ist. Das Objekt scheint beim Abkühlen ein wenig an Gewicht zuzunehmen!

  • Machen Sie sich keine Sorgen um $ E = mc ^ 2 $ in der Chemie, es sei denn, Sie haben ernsthafte Kernreaktionen.

Und eine vierte Sache: Wenn Sie ein heißes Objekt in einen luftdichten Exsikkator geben, zieht sich die Luft im Inneren zusammen, wenn sich das Objekt abkühlt - und Sie haben möglicherweise etwas Probleme beim erneuten Abnehmen des Deckels!

M.A.R.
2015-01-19 23:38:17 UTC
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Ihr Bauchgefühl stimmt: Sehr heiße Tiegel können das Gleichgewicht beschädigen . Dies ist jedoch nicht der Hauptgrund, warum Chemiker ihre Proben vor der Messung abkühlen.

Wir alle kennen Konvektionsströme: Wenn Luft erhitzt wird, kollidieren die Moleküle stärker als sein vorheriger Zustand; Dies führt zu einer Erhöhung des Volumens oder des Drucks in Abhängigkeit von der "Flexibilität" der Wirkungsumgebung. Somit nimmt die Dichte der heißen Luft ab und sie steigt an und "ersetzt" die kalte Luft. Wenn der Prozess des Erhitzens der Luft fortgesetzt wird, steigt die heiße Luft kontinuierlich in einem sogenannten "Konvektionsstrom" an.

Das System des Tiegels ist thermodynamisch offen, so dass es bei Kontakt mit Luft etwas verliert von seiner Wärme zu seinem umgebenden Gas, das normalerweise Luftatmosphäre ist. Wenn wir den heißen Tiegel zur Messung seiner Masse einsetzen, treten Konvektionsströme um den Tiegel herum auf, wo er mit der Umgebungsluft in Kontakt steht. Die Bewegung der heißen Luft nach oben drückt Ihren Tiegel nach oben, jedoch in kleinen Mengen.

Die Waage muss jedoch präzise genug sein, um diese Unterschiede zu erkennen. Die meisten Waagen in den Labors können bis zu 0,01 oder 0,001 Gramm messen und erkennt den Unterschied. Da Sie normalerweise genaue Messergebnisse bis zu 1 Milligramm benötigen (oder schreiben müssen), werden diese Unterschiede zu schädlichen Schädlingen bei der Messung führen.

Dies ist eine sehr nützliche Quelle, aus der die Antwort stammt. Es enthält auch nützliche Empfehlungen zu praktischen Problemen im Labor.

Raina
2016-11-17 08:37:40 UTC
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Obwohl dies alles sehr gute Antworten sind, habe ich eine viel einfachere. Diese überdenken die Frage bei weitem. Der Tiegel muss im Exsikkator abkühlen, um Feuchtigkeit zu vermeiden. Das Experiment, das Sie durchführen, befasst sich mit Hydraten. Daher ist es wichtig, so viel Feuchtigkeit wie möglich herauszuholen, da dies Ihren prozentualen Fehler verringert.

Ich würde dem im Allgemeinen zustimmen, aber die Frage ist, warum es gekühlt werden muss, nicht warum es in einem Exsikkator gekühlt werden muss.
Alex Clark
2017-09-05 01:52:49 UTC
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Sie müssen den Tiegel abkühlen lassen, bevor Sie ihn messen, da die Wärme des Tiegels die Umgebungsluft erwärmt, die aufsteigt, dann abkühlt und abfällt. Dieser Anstieg und Abfall der Umgebungsluft wird als Konvektionsstrom bezeichnet und gibt Ihnen einen instationären Messwert, der steigt und fällt. Diese Ströme machen es schwierig, das Gewicht des Anhydrats (CuSO4) zu finden, wodurch es schwierig wird, n , die Mol Wasser pro Mol CuSO4, zu finden.

Dies wurde bereits in anderen Antworten gesagt.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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