113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1
TRANSCRIPT
![Page 1: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/1.jpg)
110 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1
Γουρζής Στάθης – Φυσικός ΥΣΕΦΕ 2012 - 2013
Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος
113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1
![Page 2: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/2.jpg)
Στο σχολικό εργαστήριο, θα προκαλέσουμε την διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου
( H2O2 ), χρησιμοποιώντας σαν καταλύτη πυρολουσίτη,
( MnO2 ), και θα καταγράψουμε τα αποτελέσματα …
![Page 3: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/3.jpg)
… από τον εργαστηριακό οδηγό Χημείας Β΄ Γυμνασίου …
Η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι …
![Page 4: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/4.jpg)
Θα χρησιμοποιήσουμε τον Η/Υ του εργαστηρίου …
… και τον προβολέα …
![Page 5: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/5.jpg)
… μια ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου - H2O2 και μια ποσότητα πυρολουσίτη - MnO2 …
MnO2
H2O2
![Page 6: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/6.jpg)
… μια γυάλινη φιάλη και ένα πλαστικό πώμα με τρύπες, μαζί με λίγη πλαστελίνη …
![Page 7: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/7.jpg)
… τον μαγνητικό αναδευτήρα με ένα από τους μαγνήτες του …
![Page 8: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/8.jpg)
… και το MultiLog , με τους αισθητήρες της πίεσης και της θερμοκρασίας …
Αισθητήρας πίεσης
Αισθητήρας θερμοκρασίας
Καλώδιο σύνδεσης αισθητήρα
P
T
![Page 9: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/9.jpg)
Ανοίγουμε το MultiLog …
![Page 10: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/10.jpg)
… και συνδέουμε πρώτα τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …
… και μετά τον αισθητήρα της πίεσης …
T
P
![Page 11: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/11.jpg)
Διαμορφώνουμε το πλαστικό πώμα με τέτοιο τρόπο,
ώστε να μην παρουσιάζει διαρροή αερίου από το εσωτερικό της γυάλινης φιάλης …
.. τυλίγοντας γύρω του ένα κομμάτι πλαστικό …
… και με ανάλογο τρόπο σφραγίζουμε και την άκρη από τον αισθητήρα της πίεσης …
… προσθέτοντας λίγη πλαστελίνη …
![Page 12: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/12.jpg)
Τοποθετούμε τώρα τον αισθητήρα της θερμοκρασίας
πάνω στο πώμα και σφραγίζουμε πάλι με πλαστελίνη …
Κάνουμε το ίδιο και με τον αισθητήρα της πίεσης,
πάλι πάνω στο πώμα, προσθέτοντας και εδώ πλαστελίνη …
![Page 13: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/13.jpg)
Χρησιμοποιούμε μια βάση στήριξης, μια μικρή μεταλλική ράβδο και έναν συνδετήρα …
![Page 14: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/14.jpg)
… και αφού την συναρμολογήσουμε και την τοποθετήσουμε δίπλα στον αναδευτήρα …
![Page 15: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/15.jpg)
… στερεώνουμε πρώτα
τον αισθητήρα της πίεσης …
… και μετά τον αισθητήρα
της θερμοκρασίας …
![Page 16: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/16.jpg)
… αφού πρώτα τοποθετήσουμε τον μαγνήτη στο εσωτερικό της …
Τοποθετούμε το πώμα με τους αισθητήρες
πάνω στη γυάλινη φιάλη …
![Page 17: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/17.jpg)
… σφίγγουμε προσεκτικά το πώμα …
… αφού βέβαια έχουμε προσθέσει μια μικρή ποσότητα
υπεροξειδίου του υδρογόνου …
… και αρχίζουμε την ανάδευση, εδώ στις 1100 στροφές …
H2O2
![Page 18: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/18.jpg)
Ανοίγουμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …
![Page 19: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/19.jpg)
… και από το μενού «Καταγραφέας», επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου» …
Στα «Σημεία» επιλέγουμε « 15000 », και στο «Ρυθμός» επιλέγουμε « 50/sec » …
![Page 20: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/20.jpg)
Ελέγχουμε το πώμα …
![Page 21: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/21.jpg)
… και ξεχωρίζουμε μια ποσότητα πυρολουσίτη …
MnO2
![Page 22: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/22.jpg)
Ξεκινάμε τις μετρήσεις με το MultiLog …
… και το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 ξεκινά την καταγραφή …
Θερμοκρασία Θ = 22ο C
Πίεση P = 1 Atm…
![Page 23: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/23.jpg)
… μεγαλώνουμε το παράθυρο της γραφικής παράστασης …
Θερμοκρασία Θ = 22ο C
Πίεση P = 1 Atm…
![Page 24: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/24.jpg)
Προσθέτουμε τον πυρολουσίτη και σκεπάζουμε ερμητικά την γυάλινη φιάλη …
MnO2
Η αντίδραση ξεκινά με απότομο τρόπο …
![Page 25: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/25.jpg)
… προκαλώντας αναταράξεις στο υγρό μείγμα, παρά τις μικρές ποσότητες που χρησιμοποιήσαμε …
![Page 26: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/26.jpg)
Το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 καταγράφει τις μεταβολές των μεγεθών που μετράμε και μας δίνει την γραφική παράσταση
στην οθόνη του υπολογιστή …
![Page 27: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/27.jpg)
… ενώ ο προβολέας μας δείχνει το αποτέλεσμα στον πίνακα του εργαστηρίου …
![Page 28: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/28.jpg)
Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού τους δείκτες – βελάκια
στη γραφική παράσταση της θερμοκρασίας …
…και από το Μενού « Προβολή », επιλέγουμε « Μεγέθυνση » …
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
![Page 29: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/29.jpg)
Έτσι έχουμε στην οθόνη ένα συγκεκριμένο μέρος από την γραφική παράσταση …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή Μεταβολή
θερμοκρασίας Θ ΔΘ = 55 οC – 22 οC
ΔΘ = 33 οC
Πίεση P μπλε γραμμή
![Page 30: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/30.jpg)
… όπως και στον πίνακα του εργαστηρίου …
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Χρόνος για την μεταβολή της πίεσης
![Page 31: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/31.jpg)
Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού τους δείκτες – βελάκια , στην αρχή και το τέλος
της μεταβολής της θερμοκρασίας …
… και το πρόγραμμα μας δείχνει τον χρόνο που μεσολάβησε … Χρόνος μεταβολής Θ , t1 = 13.3 s …
![Page 32: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/32.jpg)
… και από το Μενού « Προβολή », επιλέγουμε πάλι « Μεγέθυνση » …
Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού τους δείκτες – βελάκια
στη γραφική παράσταση της πίεσης …
γραφική παράσταση
Γυρίζουμε στην αρχική γραφική παράσταση …
![Page 33: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/33.jpg)
…. έτσι παίρνουμε στην οθόνη πάλι ένα μέρος από την γραφική παράσταση …
Πίεση P μπλε γραμμή
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Μεταβολή πίεσης P
ΔP = 1,15 Atm – 1 Atm ΔP = 0,15 Atm
![Page 34: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/34.jpg)
… στον πίνακα του εργαστηρίου …
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Χρόνος για την
μεταβολή της πίεσης
![Page 35: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/35.jpg)
Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού τους δείκτες – βελάκια , στην αρχή και το τέλος
της μεταβολής της πίεσης …
… και το πρόγραμμα μας δείχνει τον χρόνο που μεσολάβησε …
Χρόνος μεταβολής P , t2 = 4.4 s …
![Page 36: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/36.jpg)
Χρόνος μεταβολής Θ t1 = 13.3 s …
Χρόνος μεταβολής P t2 = 4.4 s …
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Παρατηρούμε ότι η πίεση μεταβάλλεται πιο γρήγορα από την θερμοκρασία …
![Page 37: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/37.jpg)
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
… κυρίως λόγω του ότι ανοιγοκλείνουμε το πώμα της φιάλης, για να προσθέσουμε τον πυρολουσίτη…
![Page 38: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/38.jpg)
Θερμοκρασία Θ κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Τα δύο μεγέθη, πίεση και θερμοκρασία, μεταβάλλονται ταυτόχρονα , μόνο για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα …
![Page 39: 113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559477851a28aba4388b459b/html5/thumbnails/39.jpg)
Τέλος πειράματος …