جواب کاوش کنید صفحه 113 درس 3 شیمی دهم (آب، آهنگ زندگی)

مشاهده‌های آزمایش (اثر دما بر انحلال‌پذیری گازها)

شروع واکنش: زمانی که قیف (که قرص جوشان به آن چسبیده است) وارد آب می‌شود، قرص جوشان با آب واکنش داده و گاز دی‌اکسید کربن (CO₂) آزاد می‌کند.

جمع‌آوری گاز: حباب‌های گاز از لوله قیف بالا رفته و در بالای استوانه مدرج جمع می‌شوند. این گاز، آبِ درون استوانه را به سمت پایین می‌راند (روش جابه‌جایی آب).

تأثیر مخلوط آب و یخ: چون در این مرحله از مخلوط آب و یخ (دمای پایین) استفاده شده است، سرعت واکنش قرص جوشان نسبت به آب گرم کمتر است. همچنین، طبق اصول علمی، بخشی از گاز تولید شده در آبِ سرد حل می‌شود، زیرا انحلال‌پذیری گازها با کاهش دما، افزایش می‌یابد.

1

گاز کربن دی اکسید .(CO₂)

2

خیر، یکسان نیست. آزمایش ۱ (آب یخ) و آزمایش ۲ (آب گرم) نتایج متفاوتی دارند. در آب گرم، واکنش قرص جوشان سریع‌تر انجام می‌شود، اما به دلیل کاهش انحلال‌پذیری گاز در دمای بالا، گاز کمتری در آب حل شده و بیشتر آن خارج می‌شود. در آب سرد، بخشی از گاز تولید شده در آب حل می‌شود و در نتیجه حجم کمتری از آن در استوانه جمع می‌شود.

3

حجم گاز جمع‌آوری شده در آزمایش ۱ (آب و یخ) کمتر است.

4

نتیجه می‌گیریم که دما بر انحلال‌پذیری گازها در آب تأثیر مستقیم دارد. هرچه دما پایین‌تر باشد، گازهای بیشتری در آب حل می‌شوند (کاهش فضای خالی حباب‌ها در استوانه) و هرچه دما بالاتر باشد، گاز کمتری در آب حل شده و گاز بیشتری از محلول خارج می‌شود.

5

رابطه وارون (معکوس). با افزایش دمای آب، انحلال‌پذیری گازها در آن کاهش می‌یابد و با کاهش دمای آب، انحلال‌پذیری گازها افزایش پیدا می‌کند.

6

در هوای گرم، دمای آبِ سطحی افزایش می‌یابد و به دلیل رابطه وارون دما و انحلال‌پذیری، مقدار اکسیژنِ محلول در آب کاهش می‌یابد. ماهی‌ها برای دسترسی به اکسیژن بیشتر (که معمولاً در نزدیکی سطح آب یا در جایی که جریان آب وجود دارد بیشتر است)، به سطح آب می‌آیند تا خفه نشوند.

برای بررسی اثر مقدار نمک بر انحلال‌پذیری گازها، می‌توانیم یک آزمایش طراحی کنیم که در آن شرایط دما ثابت باشد اما غلظت نمک تغییر کند. در ادامه، طرح این کاوش را برای شما آماده کرده‌ام:

طرح کاوش: اثر مقدار نمک بر انحلال‌پذیری گاز (CO2)

هدف: تعیین رابطه بین غلظت نمک (NaCl) در آب و میزان گاز جمع‌آوری شده (انحلال‌پذیری).

وسایل و مواد:

• دو ظرف پلاستیکی یکسان
• دو استوانه مدرج و دو قیف (برای جمع‌آوری گاز)
• نمک خوراکی (NaCl)
• قرص جوشان (مقدار مساوی برای هر دو ظرف)
• آب ولرم (با دمای یکسان برای هر دو ظرف)
• ترازو (برای اندازه‌گیری دقیق نمک)

روش اجرا:

1 ظرف شاهد (بدون نمک): یک ظرف را از آب ولرم پر کنید.

2 ظرف آزمایش (با نمک): ظرف دوم را با همان مقدار آب ولرم پر کنید و مقدار مشخصی نمک (مثلاً ۵۰ گرم) در آن حل کنید.

3 شروع واکنش: در هر دو ظرف، هم‌زمان قرص جوشان (نصف قرص) را در زیر قیف قرار دهید.

4 اندازه‌گیری: حجم گاز جمع‌آوری شده در هر دو استوانه را پس از پایان کامل واکنش قرص‌ها یادداشت کنید.

جدول نتایج (نمونه پیشنهادی برای یادداشت‌برداری)