ید در نمک خوراکی؛ میزان گاز حل شده در نوشابه؛ آزمایشگاه علوم تجربی

---

---

---

---

۱۶

نیروی بین ذرات

طراح و سازنده موجودات، قدرتی بیکران دارد که هیچ کس نمی‌تواند آن را انکار کند. فقط کافی است کمی دقیق‌تر به اطراف خود نگاه کنید. شما، بارها حرکت مارمولک را روی دیوار دیده‌اید. به نظر شما اندام‌های حرکتی این جانور چگونه طراحی شده است که به راحتی می‌تواند به سطوح مختلف بچسبد؟ نیرویی که مارمولک‌ها را به سطوح می‌چسباند، نیروی واندروالسی و خاصیت مویینگی بین رشته‌های ظریف پای مارمولک است. اندازه این رشته‌ها در حدود ۲۰۰ نانومتر است. دست و پاهای مارمولک از هزاران موی نازک نانومتری پوشیده شده‌اند که به طور نامنظمی روی سطح آن قرار گرفته است. فاصله اندک این موها با سطح، سبب می‌گردد که نیروی جاذبه قوی میان آن‌ها برقرار گردد. قدرت این نیرو به حدی است که حیوان می‌تواند به آسانی روی دیوار حرکت کند. در این آزمایش شما با توجه به ویژگی مویینگی (بالا یا پایین رفتن مایع در داخل لوله مویین)، نیروی بین مولکولی حلال‌های داده شده را با هم مقایسه می‌کنید.

هدف: مقایسه نیروی بین مولکولی مواد

ابزار و مواد: ۱- لوله مویین ۲- در بطری ۳- آب ۴- استون ۵- گلیسیرین ۶- ماژیک ضد آب

ایمنی و هشدار: بخار استون به راحتی شعله ور می‌شود. قبل از آزمایش مطمئن شوید شعله گاز خاموش باشد. از مقدار بسیار کم مواد استفاده کنید.

دستور کار

۱- در یک گروه سه نفره، هریک از اعضا، یک در بطری تمیز و یک لوله مویین انتخاب کند.

۲- داخل هر در بطری با ارتفاع یکسان، به ترتیب یکی از ترکیب‌های: گلیسیرین، آب و استون بریزید.

۳- همه اعضای گروه، لوله مویین خود را به طور عمودی داخل در بطری‌ها قرار دهند.

۴- بعد از ۵ دقیقه، ارتفاع مایع‌ها را در لوله مویین با ماژیک ضد آب، نشانه‌گذاری کنید.

۵- با یک خط‌کش به دقت، ارتفاع را اندازه‌گیری و یادداشت کنید.

۶- مرحله ۳ تا ۵ را دو بار تکرار و داده‌های خود را در جدول زیر یادداشت کنید:

مایع	ارتفاع مایع در لوله مویین (cm)	ارتفاع مایع در لوله مویین (تکرار) (cm)	میانگین ارتفاع مایع در لوله مویین (cm)
گلیسیرین	۲/۵	۲/۳	۲/۴
آب	۲	۱/۸	۱/۹
استون	۱/۲	۱/۲	۱/۲

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- نیروی بین مولکول‌های آب و سیلیس (SiO2) موجود در شیشه قوی‌تر است یا نیروی بین مولکول‌های استون و سیلیس؟

نیروی بین مولکولی آب و SiO2  موجود در شیشه قوی‌تر است. 

۲- میزان بالا رفتن مایع در لوله مویین، با کشش سطحی مایع رابطه مستقیم دارد. کشش سطحی آب، گلیسیرین و استون را مقایسه کنید.

استون< آب < گلیسیرین: میزان بالا رفتن در لوله مویینه (کشش سطحی)

۳- میزان بالا رفتن در لوله مویین آب (گلیسیرین) استون است. ترتیب میزان بالا رفتن در لوله موئین به صورت آب > گلیسیرین > استون است. با توجه به این، چه عواملی بر کشش سطحی مایع اثر داشته و باعث ایجاد خطا در نتیجه این آزمایش می‌شود؟

۱۷

ید در نمک خوراکی

شاید بارها از خود پرسیده‌اید: «اگر ید، ماده‌ای سمی است، چرا مصرف نمک یددار توصیه می‌شود؟» مقدار مجاز غلظت بخارید در هوا ppm 0/1 تعیین شده است؛ بنابراین قرار گرفتن طولانی مدت در معرضید باعث بی‌خوابی، التهاب مخاط بینی، برونشیت، افزایش ضربان قلب و حتی در مقدار زیاد، ورم ریه‌ها می‌شود. اما این ماده در نمک خوراکی به طور معمول به صورت پتاسیم یدیدیا پتاسیم یدات اضافه می‌شود (البته در ایران به اغلب نمک‌ها، پتاسیم یدات اضافه می‌کنند).

همان‌طور که می‌دانید آب دارای یک اتم اکسیژن است (H2O؛ اما نمی‌توان بیش از چند دقیقه در زیر آب دوام آورد، زیرا اکسیژن آب، ویژگی عنصر اکسیژن را ندارد و مانع خفگی نمی‌شود. تا زمانی کهید در نمک به صورت یون یدید (I-) است، بی رنگ، و در نمک دیده نمی‌شود و به عنوان یک عنصر ضروری در بدن به مقدار ۱۵۰-۱۰۰ میکروگرم لازم است. یون یدید از طریق غده تیروئید جذب می‌شود و در ساختن هورمون‌های این غده، نقش اساسی دارد. این هورمون‌ها در پدیده‌های مهمی مثل رشد و تکامل جسمی و عصبی، سوخت و ساز مواد غذایی، حفظ دمای بدن و عملکرد طبیعی مغز و یاخته‌های عصبی نقش اساسی دارند.

هدف: توجه به سمی بودن عنصرید و غیرسمی بودن یون بدید در نمک خوراکی

ابزار و مواد: ۱- بشر ۲۵۰ میلی لیتری ۲- استوانه مدرج ۳- محلول هیدروژن پراکسید تازه ۴- استیک اسید ۵- نشاسته ۶- پتاسیم یدید ۷- نمک خوراکی یددار ۸- قطره چکان

ایمنی و هشدار: استفاده از دستکش و عینک ایمنی در این آزمایش ضروری است. در استفاده از هیدروژن پراکسید احتیاط کنید. از ریختن پسماند این آزمایش در ظرف شویی خودداری کنید. پسماند را جمع¬آوری کنید و به مربی تحویل دهید.

دستور کار

یک قاشق نشاسته را در مقدار کمی آب حل کنید و به آن ml ۵۰ آب جوش بیفزایید. محلول شفاف سرد شده، چسب نشاسته است.

الف) بررسی وجود یون بدید در نمک خوراکی دارای پتاسیم یدید

۱- g ۲ نمک خوراکی یددار و mL ۱۰ آب را داخل بشر بریزید.

۲- mL ۱۰ هیدروژن پراکسید و mL ۵ استیک اسید به آن بیفزایید و محلول را هم بزنید. چه مشاهده می‌کنید؟

محلول به رنگ قهوه‌ای خواهد شد.

۳- mL ۱۰ از محلول بالا را در بشر بریزید و به آن چسب نشاسته (سرد شده) اضافه کنید. مشاهدات خود را یادداشت کنید.

محلول به رنگ قهوه‌ای خواهد شد.

ب) بررسی وجود یون بدید در نمک خوراکی دارای پتاسیم یدات

۱- g ۲ نمک خوراکی یددار وmL ۱۰ آب را به داخل بشر بریزید.

۲- mL 2 محلول ۱۰ درصد پتاسیم یدید و mL ۱ محلول استیک اسید به آن اضافه کنید. و چند قطره چسب نشاسته به محلول اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

محلول به رنگ قهوه‌ای خواهد شد زیرا I_۲ آزاد می‌شود.  محلول در حضور چسب نشاسته به رنگ آبی تیره (آبی نفتی) در می‌آید.

پ) بررسی میزانید موجود در نمک‌های نگه¬داری شده در وضعیت‌های مختلف

۱-g 2 نمک خوراکی یددار را در ظرف در بسته شیشه‌ای شفاف در مدت یک هفته، در مقابل نور خورشید و در محیط گرم آزمایشگاه قرار دهید و سپس در آب حل کنید.

۲- در بشر دوم g ۲ نمک خوراکی یددار را که در محیط تاریک دور از رطوبت و گرما نگه‌داری شده است، در آب حل کنید.

۳- به هر دو بشر، چند قطره چسب نشاسته بیفزایید. چه مشاهده می‌کنید؟

نمکی که در شیشه شفاف و در مقابل نور خورشید قرار گرفته، در حضور حسب نشاسته محلول آن، به رنگ آبی در می‌آید. ولی نمکی که در شیشه تیره یا در تاریکی نگه داری شده به مقدار خیلی ناچیز آبی رنگ می‌شود.

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

توصیه می‌شود نمک یددار باید دور از نور و رطوبت و در ظرف‌های در بسته پلاستیکی، چوبی، سفالی و یا شیشه‌ای تیره رنگ نگه داری شود. همچنین هنگام پخت غذا، بهتر است نمک در انتهای پخت اضافه شود. با توجه به آزمایش، علت را توضیح دهید.

در اثر نور امکان تجزیه نمک یددار و آزاد شدن I_۲ مقداری از ید به صورت در لابه لای نمک طعام وجود دارد و لکه‌های تیره در نمک سفید دیده می‌شود. همچنین در اثر حرارت امکان آزاد شدن I_۲ سمی در غذا وجود دارد. لذا بایستی نمک یددار را در انتهای پخته شدن غذا به آن اضافه کرد.

۱۸

ویتامین C در میوه‌ها و سبزی‌ها

ویتامین C یا آسکوربیک اسید، یکی از ویتامین‌های محلول در آب است که در برابر گرما و مواد قلیایی از بین می‌رود. این ویتامین در واکنش‌های شیمیایی بدن، حمل کننده الکترون است و از مهم‌ترین آنتی اکسیدان ها به شمار می‌رود؛ همچنین ویتامین C موجب:

• محافظت پوست در مقابل آثار مخرب پرتوی فرابنفش نور خورشید

• افزایش قدرت ایمنی بدن و کمک به استحکام لثه‌ها و دندان‌ها

• ساخت کلاژن (قوی‌ترین بخش بافت پیوندی که تمام اعضای بدن را در کنار هم نگه می‌دارد.)

• پیشگیری از افزایش کلسترول خون و جلوگیری از ایجاد لخته‌های خونی در رگ‌ها

• کمک به جذب آهن در روده.

هدف: جستجوی ویتامین C در میوه¬ها

ابزار و مواد: ۱- لوله آزمایش ۲- پیپت یا قطره چکان ۳- محلول بتادین ۴- آب پرتقال

ایمنی و هشدار: استفاده از دستکش و عینک ایمنی الزامی است.

دستور کار

۱- مقدار mL ۲ آب پرتقال تازه در یک لوله آزمایش بریزید.

۲- مقدار mL ۲ آب پرتقال که از روز قبل تهیه شده است را به لوله آزمایش دیگر اضافه کنید.

۳- به هر دو لوله آزمایش قطره قطره محلول بتادین اضافه کنید و هم بزنید.

۴- افزودن محلول بتادین را تا جایی ادامه دهید که آخرین قطره توسط آب پرتقال بی رنگ نشود.

۵- تعداد قطره‌های بتادین بی رنگ شده در هر لوله آزمایش را یادداشت و مقایسه کنید.

۶- مقدار mL 2 آب پرتقال تازه را در یک لوله آزمایش بریزید و محلول را به آرامی چند دقیقه گرما دهید.

۷- پس از سرد شدن محلول، قطره قطره به آن محلول بتادین اضافه کنید (تا جایی که قطره آخر بی رنگ نشود).

۸- تعداد قطره‌ها را یادداشت کنید.

تعداد قطره‌های تنتورید برای آب پرتقال تازه بیشتر مصرف می‌شود. 

محلول مورد آزمایش	تعداد قطره‌های محلول بتادین مصرفی
آب پرتقال تازه	۴
آب پرتقال از قبل مانده
آب پرتقال حرارت داده شده	۱

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- به چه علت مصرف مرکبات مانند لیموترش، به منظور درمان و پیشگیری از بسیاری بیماری‌ها توصیه می‌شود؟ به نظر شما آب لیموترش موجود در فروشگاه‌های موادغذایی این ویژگی را دارد؟ با انجام آزمایش این امر را اثبات کنید.

ویتامین C به مقدار فراوانی در مرکبات مثل لیموترش یافت می‌شود. این ویتامین به عنوان حمل کننده الکترون عمل می‌کند و مهم‌ترین آنتی اکسیدان محلول در آب است. آنتی اکسیدان به موادی گفته می‌شود که با حرکت در خون، مواد شیمیایی را که به بافت‌ها لطمه می‌رسانند. خنثی می‌کنند. به همین دلیل ویتامین C در جلوگیری از بروز یا بهبود بسیاری از بیماری‌های مزمن دوران کهنسالی مؤثر است.

۲- اندازه‌گیری دقیق ویتامین C موجود در مواد غذایی و داروها به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. در این مورد پژوهش کنید و نتیجه تحقیق خود را به کلاس گزارش دهید.

یکی از روش‌های حجم سنجی اسید اسکوربیک استفاده از محلولید است. ید با ویتامین C که یک آنتی اکسیدان قوی است فوراً واکنش می‌دهد. هنگامی‌که ویتامین C را با نشاسته مخلوط کنیم و سپس مقداری ید به آن اضافه کنیم، ید ابتدا بدون توجه به نشاسته با ویتامین C واکنش می‌دهد و هنگامی‌که ویتامین C کامل از بین رفت، باقی مانده ید I_۲ با نشاسته وارد واکنش می‌شود که حاصل آن به رنگ آبی تیره (آبی نفتی) خواهد بود. در اینجا نشاسته در حکم یک شناساگر است که نشان می‌دهد تمامی ویتامین C با ید واکنش داده است. به این ترتیب با به دست آوردن مقدار دقیقی از ید که برای واکنش با ویتامین C نیاز است، می‌توان مقدار ویتامین C موجود در مخلوط را محاسبه کرد.

۱۹

میزان گاز حل شده در یک نوشابه

نوشابه‌ها، افزون بر مقدار زیادی قند، که باعث افزایش وزن و فشار خون می‌شود، شامل ترکیبات فسفات‌دار هستند. در واقع فسفریک اسید موجود در نوشابه باعث حل شدن کلسیم استخوان‌ها می‌شود. از سوی دیگر برای جذب کلسیم موجود در غذاها از طریق دستگاه گوارش نیز به برقراری نوعی تعادل میان میزان کلسیم و فسفر نیاز است. این تعادل بر اثر نوشیدن نوشابه گازدار به هم می‌خورد. جذب کلسیم از دستگاه گوارش نیز دچار اختلال می‌شود. بنابراین بدن از یک سو از کلسیم ذخیره شده در استخوان استفاده می‌کند و از سوی دیگر به راحتی نمی‌تواند کلسیم جذب کند؛ در نتیجه دچار نوعی فقر کلسیم و کاهش تراکم استخوانی و در نهایت پوکی بافت استخوانی خواهد شد. نوشابه‌های گازدار به دلیل وجود گاز CO2 و تبدیل آن به کربنیک اسید، ویژگی اسیدی دارد و مینای دندان را به تدریج حل می‌کند.

وزن نوشیدن روزانه یک لیوان نوشابه معادل ۱۷۶۹۰ گرم شکر در سال است.

قلب استفاده مداوم از نوشابه خطر سکته و حمله قلبی را تا حدودی افزایش می‌دهد.

کلیه‌ها میزان زیادی فسفریک اسید در نوشابه با سنگ کلیه و دیگر مشکلات کلیه مرتبط است.

دستگاه گوارش کربنات موجود در نوشابه گازدار می‌تواند باعث ایجاد نفخ، درد شکم و تشدید عوارض سندرم روده تحریک پذیر شود.

استخوان‌ها در نوشابه باعث پوکی استخوان و کاهش تراکم آن می‌شود.

ریه‌ها با مصرف زیاد نوشابه، احتمال ابتلا به آسم بیشتر می‌شود.

دندان‌ها نوشابه باعث پوسیدگی دندان می‌شود.

هدف: اندازه‌گیری جرم و حجم گاز موجود در نوشابه

ابزار و مواد: ۱- شیشه ساعت ۲- ترازوی دیجیتالی ۳ قاشقک (اسپاتول) ۴- سدیم کلرید ۵- نوشابه گازدار ۲۵۰ میلی لیتری

دستور کار

۱- جرم یک بطری در بسته (حاوی) نوشابه گازدار را دقیق اندازه‌گیری و در جدول داده‌ها یادداشت کنید.

۲- جرم شیشه ساعت را اندازه‌گیری و یادداشت کنید.

۳- g ۱۰۰ نمک سدیم کلرید را به طور دقیق روی شیشه ساعت اندازه‌گیری کنید.

۴- در نوشابه را باز کنید و نمک سدیم کلرید را به آرامی با قاشقک به نوشابه اضافه کنید (افزودن نمک را به آرامی انجام دهید تا نوشابه بیرون نریزد).

۵- پس از هر بار افزودن، شیشه نوشابه را کاملاً هم بزنید تا نمک در آن حل شود.

۶- افزودن نمک را تا جایی ادامه دهید که دیگر نمک در نوشابه حل نشود.

۷- در نوشابه را ببندید و جرم دقیق آن را اندازه‌گیری کنید.

۸- جرم نمک باقیمانده در شیشه ساعت را نیز به طور دقیق اندازه‌گیری و یادداشت کنید.

۹- با کمک داده‌های جدول، جرم گاز نوشابه را محاسبه کنید.

کمیت‌های اندازه‌گیری شده	داده‌های ثبت شده
جرم نوشابه گازدار	۳۲۴ g
جرم شیشه ساعت	۸۹ g
جرم نمک سدیم کلرید اولیه	۱۹ g
جرم نوشابه و نمک	۳۲۸/۵
جرم نمک و شیشه ساعت	۱۰۷
جرم نمک باقیمانده	۱۱
جرم گاز نوشابه	۳/۵

چگالی گاز CO2 1/98 g/L در نظر بگیرید. 

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- حجم گاز نوشابه را به طور تقریبی حدس بزنید. اگر شرایط آزمایش را شرایط استاندارد فرض کنیم، با استفاده از جرم به دست آمده، حجم گاز نوشابه را حساب کنید. حجم واقعی گاز نوشابه با حدس شما چه میزان اختلاف داشت؟

حجم گاز موجود CO2 در نوشابه حدوداً ۱۸۰۰ میلی لیتر است.

۱۹ =۱۷۸۱ – ۱۸۰۰ اختلاف کم است.

۲- با استفاده از یک بادکنک و مقداری نمک، حجم تقریبی گاز نوشابه را اندازه‌گیری کنید.

با قرار دادن یک بادکنک در مسیر خروجی گاز CO2 و جمع آوری آن در بادکنک و سپس قرار دادن بادکنک CO2 در داخل آب، درون یک استوانه مدرج، می‌توان حجم گاز CO2 را به دست آورد.

۲۰

کیفیت روغن

چربی‌ها و روغن‌ها، از اصلی‌ترین اجزای تشکیل دهنده غذای انسان به شمار می‌روند. وجود چربی‌ها به عنوان مهم‌ترین منبع انرژی، حلال ویتامین‌های محلول در چربی، تنظیم کننده گرمای بدن، پیش ساز هورمون‌ها و نمک‌های صفراوی به اندازه کافی در رژیم غذایی هر فرد، لازم و ضروری است؛ اما نکته قابل توجه انتخاب روغن مناسب است؛ به عبارتی، شاخص¬های فیزیکی و شیمیایی، کیفیت هر روغن را تعیین می‌کند. یکی از مهمترین شاخص‌های شیمیایی، تعیین عدد یُدی است.

عدد یُدی: این ویژگی نشان دهنده تعداد پیوندهای دوگانه موجود در نمونه چربی بوده، که برابر با مقدارید جذب شده (برحسب گرم) توسط ۱۰۰ گرم از نمونه روغن یا چربی است. روغن‌هایی که اندیس یدی آن‌ها زیاد است مستعد فساد می‌باشد و به همین علت برای جلوگیری از فساد این روغن‌ها آن‌ها را هیدروژنه می‌کنند. از طرفی روغن‌های سیر شده باعث ایجاد رسوب در دیواره رگ‌ها می‌شود و ناراحتی‌های قلبی و عروقی به وجود می‌آورد. امگا- ۳، یکی از مهم‌ترین چربی‌های سیر نشده است که در بدن ساخته نمی‌شود. روغن دانه آفتاب گردان دارای ۸۵ درصد اسیدهای چرب سیر نشده (اولئیک و لینولئیک) و ۱۵ درصد اسیدهای چرب سیر شده (پالمیتیک و استاریک) است. در اینجا روش ساده‌ای به منظور مقایسه میزان سیر نشده بودن روغن‌های مختلف پیشنهاد می‌شود.

هدف: بررسی پیوند دوگانه در روغن به عنوان یکی از عوامل بررسی کیفیت روغن

ابزار و مواد: ۱- قطره چکان ۲- گرم‌کن برقی (هیتر) ۳- لوله آزمایش ۴- بشر ۵- هم زن شیشه‌ای ۶- محلول بتادین ۷- چند نمونه روغن خوراکی

ایمنی و هشدار: استفاده از دستکش الزامی است.

دستور کار

۱- mL 10 از روغن‌های مختلف مانند سبوس برنج، کنجد، روغن بادام و روغن امگا- ۳ خالص را به ترتیب درون ۴ لوله آزمایش بریزید.

۲- ۱۰ قطره محلول بتادین به لوله آزمایش‌ها اضافه کنید و محلول را به هم بزنید.

۳- لوله‌های آزمایش‌ها را ۵ دقیقه در حمام آب گرم نگه دارید.

۴- با توجه به تغییرات رنگ محلول‌ها، میزان پیوند دوگانه بودن روغن‌ها را با هم مقایسه کنید.

هرچه ید کمتر جذب روغن شود یعنی اشباع بودن روغن زیادتر است و محلول حاصل بیشتر به رنگ قهوه‌ای خواهد بود (شدت رنگ بیشتر خواهد بود) سبوس برنج < روغن بادام < روغن کنجد < روغن آفتابگردان: شدت رنگ (شدت سیر شده بودن)

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- در مورد شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی روغن خوب تحقیق کنید.

شاخصه‌های یک روغن خوب

– میزان اسیدهای چرب ضروری موجود در روغن

– میزان چربی‌های غیر اشباع نسبت به چربی‌های اشباع در روغن

– تأثیر روغن بر کلسترول

– مزه آن

– وجود بقایای آفت کش‌ها در روغن در طی فرآیند

– شفافیت آن

– داشتن بوی مناسب

۲- از چه روغن‌هایی به منظور سرخ کردن می‌توان استفاده کرد؟ چرا توصیه می‌شود پس از یک بار سرخ کردن، روغن اضافی را باید دور ریخت؟

روغن‌های گیاهی مایع که دارای مولکول‌های اسید چرب غیر اشباع هستند را به صورت جزیی هیدروژنه می‌کنند یعنی دیگر نه کاملاً جامد و نه کاملاً مایع هستند. این نوع روغن‌ها مقداری از اسیدهای چرب غیر اشباع دارند که برای سلامتی خیلی مضر نیستند. از طرف دیگر به دلیل آنکه بخشی از اسیدهای چرب غیر اشباع آن تبدیل به اشباع شده است، در برابر حرارت بالا مقاومت بیشتری دارند به همین دلیل می‌توان آن‌ها را بر مصارف سرخ کردنی به کار برد.

از روغن‌های سرخ کردنی باید استفاده کرد که تکه‌های جامد ابر مانند کمتری در آن‌ها مشاهده می‌شود (یعنی ذرات معلق کمتری دارند) همچنین باید توجه داشت که از حرارت‌های خیلی شدید برای سرخ کردن نباید استفاده کرد. چون در اثر حرارت خیلی از روغن‌ها (در اثر شکستن مولکول‌های بزرگ روغن) به مواد سرطان‌زا تبدیل می‌شوند، از آن‌ها فقط باید یک بار استفاده کرد، و روغن اضافی باقی مانده را دور ریخت.

۳- چگونه روغن‌های اضافی حاصل از پخت و پز را باید بازیافت کرد؟

با گذراندن از صافی، ذرات جامد معلق باقیمانده از غذاها را بایستی از آن جدا نمود. همچنین در ظرف‌هایی که کوچک‌تر بوده و در حالت پر و با در بسته نگهداری نمود. 

۲۱

ساخت گوی برفی شیشه‌ای

به طور معمول با سرد کردن آرام محلول سیر شده یک جامد در آب (گرماگیر)، محلول فراسیر شده تولید می‌شود که درآن غلظت حل شونده بیشتر از انحلال‌پذیری است. این محلول، حالتی نیمه پایدار دارد. اگر به محلول ضربه وارد شود و یا مقدار بسیار کمی از ماده حل شونده خالص به آن اضافه شود، حل شونده اضافی رسوب می‌کند.

هدف: مشاهده تبدیل محلول فراسیر شده به سیر شده

ابزار و مواد: ۱- شیشه مربا ۲- گرم کن برقی (چراغ بونزن – سه پایه و توری نسوز) ۳- بشر ۴- استوانه مدرج ۵- ترازو ۶- مجسمه کوچک پلاستیکی ۷- چسب ۸- هم زن شیشه‌ای ۹- بنزوییک اسید

ایمنی و هشدار استفاده از ماسک و دستکش الزامی است.

دستور کار

۱- مجسمه کوچک پلاستیکی را به در شیشه مربای کوچک بچسبانید.

۲- mL ۱۰۰ آب داخل بشر بریزید و روی حرارت قرار دهید.

۳- g 5/1 بنزوییک اسید به آب گرم داخل بشر اضافه کنید و هم بزنید تا حل شود.

۴- بعد از حل شدن کامل بنزوییک اسید، بشر را به آرامی و با احتیاط از روی حرارت بردارید، مدتی صبر کنید تا سرد شود. چه چیزی مشاهده می‌کنید؟

 

۵- محلول را هم بزنید و سریع به شیشه مربا منتقل کنید.

۶- به آرامی آب به شیشه اضافه کنید تا پر شود.

۷- در شیشه با مجسمه چسبیده به آن را روی شیشه قرار دهید و محکم ببندید.

۸- شیشه را برگردانید؛ چه چیزی مشاهده می‌کنید؟

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- با سرد کردن محلول سیر شده بنزوییک اسید چه محلولی به دست می‌آید؟ (سیر شده یا فراسیر شده)

انحلال بنزوییک اسید (C6H5COOH) در آب گرماگیر است با حل کردن بنزوییک اسید در آب و حرارت دادن محلول، این ماده در آب حل می‌شود، سپس با سرد کردن آرام محلول ابتدا محلول سیر شده و سپس محلول فراسیر شده بدست می‌آید.

۲- اگر محلول بعد از گرم کردن بلافاصله در آب یخ قرار داده شود، چه تغییری به وجود خواهد آمد؟

اگر سرد کردن به سرعت انجام شود، ماده حل شده به سرعت رسوب می‌کند و محلول سیرشده بدست می‌آید.

۲۲

حل شدن گازها در آب

تغییرات دما به شکل‌های مختلفی بر انحلال گازها و pH آب مؤثر است؛ برای نمونه، افزایش دما باعث افزایش رشد گیاهان و انجام بیشتر فرایند فتوسنتز می‌شود. با زیاد شدن فتوسنتز، کربن دی اکسید مصرف می‌شود و در نتیجه pH افزایش می‌یابد. همچنین دمای محیط در انحلال گازها و در نتیجه pH آب مؤثر است به گونه‌ای که pH آب دریاچه‌ها، در فصل‌های سرد سال، اسیدی‌تر از فصل‌های گرم است. نمونه‌برداری از آب دریاچه سد کرخه، طی ۱۲ ماه (از زمستان ۸۸ تا زمستان ۸۹) نشان می‌دهد pH آب از ۸/۵ در بهار به ۸/۰ در زمستان تغییر یافته است.

هدف: بررسی اثر دما بر انحلال گازها در آب

ابزار و مواد: ۱- ترازوی رقمی با دقت ۰/۱گرم ۲- ارلن ۳- دماسنج ۴- بادکنک ۵- استوانه مدرج ۶- سیتریک اسید ۷- سدیم هیدروژن کربنات

دستور کار

۱- mL ۲۰ آب C°۱۰ به داخل ارلن بریزید و g ۱ سیتریک اسید به آن اضافه کنید.

۲- g 0/8 سدیم هیدروژن کربنات (جوش شیرین) به داخل بادکنک بریزید.

۳- بادکنک دارای جوش شیرین را به دهانه ارلن متصل کنید. (مطمئن شوید بادکنک دهانه را کامل بسته است.)

۴- جرم مجموعه بادکنک دارای مواد را اندازه‌گیری کنید.

۱۴ + ۰/۸ = ۱۴/۸ گرم

۵- بادکنک را بالا ببرید تا جوش شیرین به داخل ارلن اضافه شود.

۶- بعد از پایان واکنش، ارلن را خوب تکان دهید تا گاز تولید شده تا حد امکان در آب حل شود.

۷- دوباره جرم مجموعه را اندازه‌گیری کنید.

۱۴ + ۰/۶۶ = ۱۴/۶۶  CO2 گرم

۸- بادکنک را از دهانه ارلن باز کنید و ارلن را تکان دهید.

۹- جرم ارلن به همراه محلول داخل آن و بادکنک را دوباره اندازه‌گیری کنید.

آب + مواد باقی‌مانده + ارلن

۲۱۷ + ۱/۵۹ + ۱۰ = ۲۲۸/۵۹

۲۱۷ + ۱/۸ + ۱۰ = ۲۲۸/۸

۲۲۸/۸ – ۲۲۸/۵۹ = ۰/۲۱ جرم گاز حل نشده

۱۰- اعداد را در جدول داده‌ها یادداشت کنید.

۱۱- تمامی مراحل آزمایش را با آب C°۷۰ تکرار کنید.

دمای واکنش	C° ۱۰	C° ۷۰
جرم اولیه ارلن + سیتریک اسید+ بادکنک حاوی جوش شیرین	A	A’
جرم بعد از واکنش (به همراه بادکنک محکم شده در دهانه ارلن)	A	A’
جرم بعد از هم زدن و جدا کردن بادکنک	B	B’
جرم گاز حل نشده در آب	A-B	A’ – B’

در بسیاری از مواقع، کمبود اکسیژن محلول در آب باعث مرگ ماهی‌ها می‌شود.

پرسش و فعالیت‌های تکمیلی

۱- برابر بودن جرم اولیه و جرم بعد از واکنش در هر دو آزمایش، نشان دهنده کدام قانون است؟

نشانگر قانون پایستگی جرم است.

۲- با توجه به داده‌ها، انحلال گاز در آب در کدام دما بیشتر است؟

انحلال گاز در دمای پایین‌تر (۱۰ درجه‌سانتی‌گراد) بیشتر است.

۳- بین دما و انحلال پذیری گاز در آب چه رابطه‌ای وجود دارد؟

هر چه دمای آب بالاتر باشد انحلال‌پذیری گاز در آب کمتر خواهد بود.

۴- اثر دما بر انحلال پذیری گازها را در صنعت نوشابه سازی و پرورش ماهی قزل آلا بررسی کنید.

در هنگام پر کردن نوشابه‌ها، با سرد کردن نوشابه گاز بیشتری را در آن حل می‌کنند.

در پرورش ماهی‌ها هم، در صورتی که دمای آب حوضچه‌ها بالا رود خروج گاز از آب بیشتر شده و باعث مرگ و میر ماهی‌ها می‌شود.

---

---

---

---

---