Fusio
- 1. Centre de Documentaci¨® i Experimentaci¨® en Ci¨¨ncies i Tecnologia 1. Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® Objectius ? Determinar la temperatura de fusi¨® d¡¯una subst¨¤ncia pura mitjan?ant els m¨¨todes de macrofusi¨® i el de microfusi¨®. ? Aplicar aquest m¨¨tode per investigar si una subst¨¤ncia desconeguda ¨¦s pura o no. Introducci¨® Quan un s¨°lid s¡¯escalfa canvia d¡¯estat i passa a l¨ªquid. La temperatura a la qual canvia d¡¯estat ¨¦s la temperatura de fusi¨®. Quan aquest l¨ªquid es va refredant, torna a convertir-se en el s¨°lid que ten¨ªem al comen?ament. La temperatura de solidificaci¨® ¨¦s la mateixa que la de fusi¨®. Cada subst¨¤ncia pura t¨¦ la seva temperatura de fusi¨®-solidificaci¨®, la qual ¨¦s constant mentre dura el canvi d¡¯estat. Material i Equipament Equipament Reactius i altres materials ? Tubs d¡¯assaig, un d¡¯ells amb la mostra de ? Subst¨¤ncies a investigar subst¨¤ncia s¨°lida ? Term¨°metre (fins a 150?C) ? 3 Vas de precipitats de 250 cm per al bany La subst¨¤ncia a investigar pot ser d¡¯aigua inflamable! ? Bec de Bunsen, trespeus i reixeta ? Suport i pinces per agafar el tub ? Tub de vidre en forma de capil¡¤lar Ulleres de seguretat. Primera part: Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨®. Obtenci¨® de la gr¨¤fica temperatura- temps del canvi d¡¯estat term¨®metre Muntatge i execuci¨® de l'experi¨¨ncia tub d'assaig amb la mostra 1a Fes el muntatge indicat en la figura 1. 2a Escalfa l¡¯aigua del vas de precipitats fins que vegis que la subst¨¤ncia en el tub d¡¯assaig s¡¯ha tornat l¨ªquida. Apaga el foc. 3a Mentre es va refredant, pren nota cada 30 segons de la temperatura, fins que vegis que s¡¯ha solidificat. 4a Fes la gr¨¤fica de la temperatura en funci¨® del temps. 5a Localitza en la gr¨¤fica el tram horitzontal que correspon a la temperatura del canvi d¡¯estat: s¨°lid ? l¨ªquid Figura 1: determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® 6a Quina ¨¦s la temperatura de fusi¨®? Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® -1-
- 2. Centre de Documentaci¨® i Experimentaci¨® en Ci¨¨ncies i Tecnologia Conclusions Q¨¹estionari 1. Compara la gr¨¤fica temperatura-temps obtinguda amb la d¡¯altres companys. Si tots heu investigat la mateixa subst¨¤ncia, fixa¡¯t en els seg¨¹ents detalls: a) Heu trobat la mateixa temperatura de canvi d¡¯estat? b) La longitud dels trams horitzontals ¨¦s la mateixa? Si no ho ¨¦s, com ho expliqueu? 2. Coincideixen els valors de temperatura de fusi¨® trobats amb els dos procediments? 3. ?s correcte afirmar que la temperatura de canvi d¡¯estat ¨¦s una propietat caracter¨ªstica de les subst¨¤ncies pures? M¨¨tode de microfusi¨® Muntatge i execuci¨® de l'experi¨¨ncia 1b. Amb cura, agafa el tub capil¡¤lar i acosta term¨®metre un dels seus extrems un instant a la flama del Bunsen, just perqu¨¨ quedi tancat per aquest extrem. Espera que es refredi. Dins el tub d'assaig gran amb aigua tub capil¡¤lar hi has de posar una petita quantitat de la subst¨¤ncia problema. Pots donar uns copets amb el capil¡¤lar sobre la taula per ajudar a la introducci¨® de la mostra. Si cal, demana ajut al/la professor/a. capil¡¤lar amb la mostra 2b. Lliga el capil¡¤lar al term¨°metre amb una goma el¨¤stica o un fil, i fes el muntatge indicat en la figura 2. 3b. Comen?a a escalfar amb suavitat el tub d¡¯assaig, tot observant atentament l¡¯instant en qu¨¨ la subst¨¤ncia dins el capil¡¤lar es torna l¨ªquida. En aquest moment has de llegir la temperatura del term¨°metre. Aquesta ¨¦s la temperatura de fusi¨®. Figura 2: temperatura de fusi¨® en microescala 4b. Repeteix l¡¯experiment amb una altra mostra per assegurar-te del resultat. 5b. Quina ¨¦s la temperatura de fusi¨®? 6b. Compara el valor trobat amb aquest m¨¨tode amb el trobat amb l¡¯anterior procediment. Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® -2-
- 3. Centre de Documentaci¨® i Experimentaci¨® en Ci¨¨ncies i Tecnologia Segona part: ?s una mescla o una subst¨¤ncia pura? Muntatge i execuci¨® de l'experi¨¨ncia 1c. El/la professor/a et proporcionar¨¤ una subst¨¤ncia per investigar si ¨¦s una mescla o una subst¨¤ncia pura. Quin muntatge i quines mesures far¨¤s per esbrinar-ho? Dibuixa el muntatge. Un cop comprovat pel/per la professor/a, fes les mesures que creguis necess¨¤ries. 2c. Escriu un breu informe que respongui a la pregunta: ¡°La subst¨¤ncia desconeguda ¨¦s una subst¨¤ncia pura o ¨¦s una mescla¡±? Q¨¹estionari En un experiment de laboratori quatre alumnes escalfen cadasc¨² un s¨°lid fins a ebullici¨®. Mesuren la temperatura t a intervals de temps regular. e Amb les dades recollides fan una m p 1 4 gr¨¤fica temperatura-temps i e obtenen els resultats seg¨¹ents: r 2 a t 3 Justifiqueu: u r a) Algun alumne ha treballat a amb la mateixa subst¨¤ncia? Per qu¨¨ a l¡¯alumne 4 li surt una corba tan diferent si sabem que ha treballat correctament.) temps escalfant Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® -3-
- 4. Centre de Documentaci¨® i Experimentaci¨® en Ci¨¨ncies i Tecnologia Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® Material per al professorat Orientacions did¨¤ctiques Temporitzaci¨® ! 1 hora per a l¡¯experimentaci¨® i les conclusions (fent dos dels tres procediments) ! 1/2 hora per al q¨¹estionari (que es pot fer a casa) Alumnes als quals s'adre?a l¡¯experi¨¨ncia Alumnes de 4t d¡¯ESO i de batxillerat Orientacions metodol¨°giques Si els alumnes s¨®n de 4t d¡¯ESO, conv¨¦ que facin el procediment a i el c. Els alumnes de batxillerat poden fer el procediment b i, si es considera convenient, el c. Orientacions t¨¨cniques Subst¨¤ncies pures que es poden fer servir: ? 1,4-diclorobenz¨¨ o paradiclorobenz¨¨ (comercialment ¡°POLIL¡±). Fon a 52?C. ? Naftal¨¨. Fon a 80?C. Feu servir guants Productes t¨°xics i inflamables. T?XIC Com a capil¡¤lars es poden utilitzar els que v¨¦nen ja fets en el comer?. Es serveixen en tubs de 100 capil¡¤lars i el preu ¨¦s econ¨°mic. Mescles: barrejar en diferents proporcions els productes anteriors. El proc¨¦s de refredament en el procediment a ¨¦s molt lent, conv¨¦ accelerar-lo afegint aigua freda en petites dosis al vas de precipitats. Per posar la subst¨¤ncia dins el tub capil¡¤lar, s¡¯agafa una mica de pols de la subst¨¤ncia (si cal es tritura en un morter) i s¡¯introdueix en el capil¡¤lar. Es donen cops suaus en la base del capil¡¤lar per aconseguir que quedi en la part inferior. Gesti¨® dels residus: No se¡¯n generen. Els tubs d¡¯assaig amb les subst¨¤ncies s¡¯etiqueten degudament i es guarden per reutilitzar-les amb altres grups d¡¯alumnes. Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® -4-
- 5. Centre de Documentaci¨® i Experimentaci¨® en Ci¨¨ncies i Tecnologia Conclusions Respostes al q¨¹estionari 1. Compara la gr¨¤fica obtinguda amb la d¡¯altres companys. Si tots heu investigat la mateixa subst¨¤ncia, fixa¡¯t en els seg¨¹ents detalls: la longitud dels trams horitzontals ¨¦s la mateixa? Si no ho ¨¦s, com ho expliqueu? No tenen perqu¨¨ tenir igual longitud, dep¨¨n de la quantitat de subst¨¤ncia emprada i de la quantitat de calor subministrada per unitat de temps. 3. ?s correcte afirmar que la temperatura de canvi d¡¯estat ¨¦s una propietat caracter¨ªstica de les subst¨¤ncies pures? S¨ª. La coincid¨¨ncia de valors amb el m¨¨tode de microfusi¨® indica que ¨¦s una propietat que no dep¨¨n de la quantitat emprada. 4. En un experiment de laboratori quatre alumnes escalfen cadasc¨² un s¨°lid fins a ebullici¨®... Algun alumne ha treballat amb la mateixa subst¨¤ncia? Els alumnes 2 i 3. Per qu¨¨ a l¡¯alumne 4 li surt una corba tan diferent si sabem que ha treballat correctament? La subst¨¤ncia analitzada ¨¦s una mescla. Criteris d¡¯avaluaci¨® Es pot emprar la seg¨¹ent graella on es van valorant les tasques procedimentals que ¨¦s desitjable que els alumnes s¨¤piguen realitzar. Procediment Tasques S? NO Realitzaci¨® de Treballa de manera aut¨°noma sense demanar ajut? l¡¯experi¨¨ncia Mesura Repeteix les mesures m¨¦s d¡¯una vegada? Comunicaci¨® Redacta l¡¯informe amb claredat? Seguretat Es posa les ulleres de seguretat? Conclusions Les obt¨¦ sense demanar ajut? A m¨¦s cal avaluar la qualitat de les respostes al q¨¹estionari. Determinaci¨® de la temperatura de fusi¨® -5-