1. 110 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1
113 - Διάσπαση υπεροξειδίου του υδρογόνου - 1
Γουρζής Στάθης – Φυσικός
ΥΣΕΦΕ 2012 - 2013
Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών
Νυδριού Λευκάδος

2. Στο σχολικό εργαστήριο, θα προκαλέσουμε
την διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου
( H2O2 ),
χρησιμοποιώντας σαν καταλύτη πυρολουσίτη,
( MnO2 ),
και θα καταγράψουμε τα αποτελέσματα …

3. Η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι …
… από τον εργαστηριακό οδηγό Χημείας Β΄ Γυμνασίου …

4. … και τον προβολέα …
Θα χρησιμοποιήσουμε
τον Η/Υ του εργαστηρίου …

5. … μια ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου - H2O2
και μια ποσότητα πυρολουσίτη - MnO2 …
MnO2
H2O2

6. … μια γυάλινη φιάλη και ένα πλαστικό πώμα με τρύπες,
μαζί με λίγη πλαστελίνη …

7. … τον μαγνητικό αναδευτήρα
με ένα από τους μαγνήτες του …

8. … και το MultiLog ,
με τους αισθητήρες της πίεσης και της θερμοκρασίας …
P
T
Αισθητήρας
πίεσης Καλώδιο σύνδεσης
αισθητήρα
Αισθητήρας
θερμοκρασίας

9. Ανοίγουμε το MultiLog …

10. P
T
… και συνδέουμε πρώτα
τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …
… και μετά
τον αισθητήρα της πίεσης …

11. Διαμορφώνουμε το πλαστικό πώμα
με τέτοιο τρόπο, … και με ανάλογο τρόπο σφραγίζουμε
ώστε να μην παρουσιάζει διαρροή αερίου και την άκρη από τον αισθητήρα της πίεσης …
από το εσωτερικό της γυάλινης φιάλης …
… προσθέτοντας λίγη πλαστελίνη …
.. τυλίγοντας γύρω του
ένα κομμάτι πλαστικό …

12. Τοποθετούμε τώρα
Κάνουμε το ίδιο και με
τον αισθητήρα της θερμοκρασίας
τον αισθητήρα της πίεσης,
πάνω στο πώμα
πάλι πάνω στο πώμα,
και σφραγίζουμε πάλι με πλαστελίνη …
προσθέτοντας και εδώ πλαστελίνη …

13. Χρησιμοποιούμε μια βάση στήριξης,
μια μικρή μεταλλική ράβδο και έναν συνδετήρα …

14. … και αφού την συναρμολογήσουμε
και την τοποθετήσουμε δίπλα στον αναδευτήρα …

15. … στερεώνουμε
πρώτα … και μετά
τον αισθητήρα τον αισθητήρα
της πίεσης … της θερμοκρασίας …

16. Τοποθετούμε το πώμα
με τους αισθητήρες
πάνω
στη γυάλινη φιάλη …
… αφού πρώτα τοποθετήσουμε
τον μαγνήτη στο εσωτερικό της …

17. … σφίγγουμε προσεκτικά το πώμα …
… και αρχίζουμε την ανάδευση,
εδώ στις 1100 στροφές …
H2O2
… αφού βέβαια έχουμε προσθέσει
μια μικρή ποσότητα
υπεροξειδίου του υδρογόνου …

18. Ανοίγουμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …

19. … και από το μενού «Καταγραφέας»,
επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου» …
Στα «Σημεία» επιλέγουμε « 15000 »,
και στο «Ρυθμός» επιλέγουμε « 50/sec » …

20. Ελέγχουμε το πώμα …

21. … και ξεχωρίζουμε μια ποσότητα πυρολουσίτη …
MnO2

22. Ξεκινάμε τις μετρήσεις
με το MultiLog …
Θερμοκρασία Θ = 22ο C
… και το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 Πίεση P = 1 Atm…
ξεκινά την καταγραφή …

23. … μεγαλώνουμε το παράθυρο της γραφικής παράστασης …
Θερμοκρασία Θ = 22ο C
Πίεση P = 1 Atm…

24. Προσθέτουμε τον πυρολουσίτη
και σκεπάζουμε ερμητικά την γυάλινη φιάλη … Η αντίδραση ξεκινά με απότομο τρόπο …
MnO2

25. … προκαλώντας αναταράξεις στο υγρό μείγμα,
παρά τις μικρές ποσότητες που χρησιμοποιήσαμε …

26. Το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 καταγράφει τις μεταβολές των μεγεθών που μετράμε
και μας δίνει την γραφική παράσταση
στην οθόνη του υπολογιστή …

27. … ενώ ο προβολέας μας δείχνει το αποτέλεσμα
στον πίνακα του εργαστηρίου …

28. Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού
τους δείκτες – βελάκια
στη γραφική παράσταση της θερμοκρασίας …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
…και από το Μενού « Προβολή »,
επιλέγουμε « Μεγέθυνση » … Πίεση P
μπλε γραμμή

29. Έτσι έχουμε στην οθόνη ένα συγκεκριμένο μέρος από την γραφική παράσταση …
Πίεση P Θερμοκρασία
μπλε γραμμή Θ
κόκκινη γραμμή
Μεταβολή
θερμοκρασίας Θ
ΔΘ = 55 οC – 22 οC
ΔΘ = 33 οC

30. … όπως και στον πίνακα του εργαστηρίου …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Χρόνος για την μεταβολή της πίεσης

31. 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 …

32. Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού
Γυρίζουμε στην αρχική τους δείκτες – βελάκια
γραφική παράσταση … στη γραφική παράσταση της πίεσης …
γραφική παράσταση
… και από το Μενού « Προβολή »,
επιλέγουμε πάλι « Μεγέθυνση » …

33. …. έτσι παίρνουμε στην οθόνη πάλι ένα μέρος από την γραφική παράσταση …
Μεταβολή
πίεσης P
ΔP = 1,15 Atm – 1 Atm
ΔP = 0,15 Atm
Θερμοκρασία Θ
Πίεση P κόκκινη γραμμή
μπλε γραμμή

34. … στον πίνακα του εργαστηρίου …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή
Χρόνος
για την
μεταβολή
της πίεσης

35. Τοποθετούμε με κλικ του ποντικιού
τους δείκτες – βελάκια , στην αρχή και το τέλος
της μεταβολής της πίεσης …
… και το πρόγραμμα μας δείχνει Χρόνος μεταβολής P , t2 = 4.4 s …
τον χρόνο που μεσολάβησε …

36. Παρατηρούμε ότι η πίεση μεταβάλλεται πιο γρήγορα από την θερμοκρασία …
Χρόνος μεταβολής P
t2 = 4.4 s …
Χρόνος μεταβολής Θ
t1 = 13.3 s …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή

37. … κυρίως λόγω του ότι ανοιγοκλείνουμε το πώμα της φιάλης,
για να προσθέσουμε τον πυρολουσίτη…
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή

38. Τα δύο μεγέθη, πίεση και θερμοκρασία, μεταβάλλονται ταυτόχρονα ,
μόνο για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα …
Θερμοκρασία Θ
κόκκινη γραμμή
Πίεση P
μπλε γραμμή

39. Τέλος πειράματος …