Πρωτοσέλιδη η Χημεία

Μεταλλουργία στη Ράμια της Άρτας

Παρασκευή και Ιδιότητες ρυθμιστικού διαλύματος

Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος  Οξικού οξέος – οξικού νατρίου με Ph περίπου 5

Σε μια κωνική φυάλη των 100 ml ρίχνουμε 50 ml διαλύματος οξικού οξέος 2Μ,

25 ml διαλύματος  ΝaOH, και συμπληρώνουμε με νερό μέχρι τη χαραγή.

Το ρυθμιστικό διάλυμα, όπως μπορεί να υπολογιστεί έχει Ph =4,74. Την τιμή αυτή μπορούμε να επιβεβαιώσουμε πειραματικά με πεχάμετρο ή προσεγγιστικά με πεχαμετρικό χαρτί (περίπου 5)

 Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος  αμμωνίας – ιόντος αμμωνίου με Ph περίπου 9

Σε μια κωνική φυάλη των 100 ml ρίχνουμε 50 ml διαλύματος αμμωνίας 2Μ,

25 ml διαλύματος  χλωριούχου αμμωνίου, και συμπληρώνουμε με νερό μέχρι τη χαραγή.

Το ρυθμιστικό διάλυμα, όπως μπορεί να υπολογιστεί έχει Ph =9,26. (να διορθωθεί η τιμή στην διαφάνεια)

Την τιμή αυτή μπορούμε να επιβεβαιώσουμε πειραματικά με πεχάμετρο ή προσεγγιστικά με πεχαμετρικό χαρτί (περίπου9)

Η κάρτα (διαφάνεια) δείχνει παραστατικά τον τρόπο παρασκευής των δύο ρυθμιστικών διαλυμάτων, που προβάλλουμε στον προβολέα overhead για να φαίνεται τι πρέπει να γίνει

 

Ιδιότητες ρυθμιστικών διαλυμάτων (εύκολα παραστατικά και χωρίς πολλά πλυσίματα)

Σε τρία διαφανή πλαστικά ποτήρια τοποθετούμε από 25 ml του ρυθμιστικού διαλύματος  οξικού οξέος, οξικού νατρίου που παρασκευάσαμε.

Στο κάθε ποτήρι γράφουμε με ανεξίτηλο μαρκαδόρο τι περιέχει και  τι προσθέτουμε, ώστε να ξαναχρησιμοποιηθεί, χωρίς σχολαστικό πλύσιμο.

Στο Α ποτήρι προσθέτουμε 1 ml διαλύματος ΗCl 2Μ.

Στο Β ποτήρι δεν προσθέτουμε τίποτε, το αφήνουμε σαν μάρτυρα, να δείχνει το Ph του ρυθμιστικού διαλύματος.

Στο Γ ποτήρι προσθέτουμε 1 ml διαλύματος ΝaOH 2Μ.

Διαπιστώνουμε με μέτρηση του Ph, ή με πεχαμετρικό χαρτί που αφήνουμε δίπλα στο κάθε ποτήρι ότι το Ph μεταβλήθηκε ελάχιστα στα ποτήρια Α και Γ.

Χρησιμοποιώντας δείκτη το χυμό του κόκκινου λάχανου παρατηρούμε την ανεπαίσθητη μεταβολή χρώματος στα τρία ποτήρια.

Στο Α ποτήρι που προσθέσαμε το ΗCl διαπιστώνουμε μια μικρή ελάττωση του Ph.

Στο Γ ποτήρι που προσθέσαμε το ΝaOH διαπιστώνουμε μια μικρή αύξηση του Ph.

Συγκρίνουμε την αναμενόμενη θεωρητική τιμή και την πειραματική τιμή του Ph.

 

Την ίδια πορεία επαναλαμβάνουμε και με το άλλο ρυθμιστικό διάλυμα που παρασκευάσαμε με την αμμωνία και το χλωριούχο αμμώνιο.

 

Επειδή εύλογη είναι η ερώτηση και ο ισχυρισμός ότι το Ph δεν μεταβλήθηκε  αρκετά επειδή οι ποσότητες που προσθέσαμε ήσαν ελάχιστες, επαναλαμβάνουμε την πορεία με νερό που τοποθετούμε σε ποσότητα 25 ml σε άλλα τρία ποτήρια.

Στο κάθε ποτήρι γράφουμε με μόνιμο μαρκαδόρο τι περιέχει και τι θα προσθέσουμε.

Στο πρώτο ποτήρι με το νερό προσθέτουμε 1 ml διαλύματος ΗCl 2M, στο δεύτερο ποτήρι δεν προσθέτουμε τίποτε, στο τρίτο ποτήρι με το νερό προσθέτουμε 1 ml διαλύματος ΝaΟΗ 2Μ.

Με πεχαμετρικό χαρτί βλέπουμε την μεγάλη μεταβολή του Ph στα τρία ποτήρια.

Στο πρώτο ποτήρι διαπιστώνουμε έντονο όξινο Ph,  το δεύτερο ποτήρι έχει Ph περίπου 7, και το περιεχόμενο στο τρίτο ποτήρι έχει έντονο βασικό Ph.

Συγκρίνουμε την αναμενόμενη θεωρητική τιμή με την πειραματική μέτρηση της τιμής του Ph.

Προσθέτοντας χυμό από κόκκινο λάχανο στα τρία ποτήρια, θα δούμε κόκκινο χρώμα στο πρώτο ποτήρι που προσθέσαμε τη μικρή αλλά υπολογίσιμη ποσότητα ισχυρού οξέος στο νερό, στο δεύτερο ποτήρι το χρώμα θα είναι το φυσιολογικό μπλε προς μωβ του δείκτη του κόκκινου λάχανου, στο τρίτο ποτήρι εκεί που προσθέσαμε τη μικρή αλλά υπολογίσιμη ποσότητα ισχυρής βάσης στο νερό, το χρώμα θα είναι πράσινο.

Η επόμενη κάρτα δείχνει παραστατικά και εποπτικά την …όλη επιχείρηση.

Το πλεονέκτημα είναι ότι περιορίζονται τα πλυσίματα, ενώ τα ποτήρια είναι ορατά από όλη την τάξη. Το καλύτερο είναι η άσκηση να γίνει μετωπικά από τους μαθητές, με την διαφάνεια της πορείας στον overhead, ώστε να έχουμε τον έλεγχο της τάξης.

Νάτριο που αναπηδά σαν τόπι

Το βιογραφικό ενός πρωτονίου

Του Χάρη Βάρβογλη  στο ΒΗΜΑ Science της 28^ης Δεκεμβρίου 2008

Είμαι ένα από τα (10εις την 78^η) πρωτόνια (ένας αριθμός με 78 μηδενικά!) που υπάρχουν στο ορατό Σύμπαν. Το μεγάλο ταξίδι μου ξεκίνησε πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, μόλις ένα ασήμαντο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη δημιουργία του Σύμπαντος, όταν γεννήθηκα από το φως της Μεγάλης Εκρηξης.

Την εποχή εκείνη η θερμοκρασία ήταν 1033 (ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων) βαθμοί Κελσίου, αλλά ευτυχώς από τότε έπεσε ραγδαία και τώρα είναι μόλις 270 βαθμοί Κελσίου κάτω από το μηδέν.

Για ένα εκατομμύρια χρόνια «έπλεα» στο Σύμπαν μόνο μου, παρ΄ όλο που συναντούσα στο διάβα μου μυριάδες άλλα πρωτόνια ίδια με μένα, επειδή μια πανίσχυρη ηλεκτρική απωστική δύναμη τα έσπρωχνε μακριά μου κάθε φορά που προσπαθούσα να τα πλησιάσω.

Η μοναξιά μου αυτή τελείωσε ξαφνικά, όταν κάποια στιγμή ένιωσα να περνάει από κοντά μου ένα άλλο σωματίδιο, πολύ ελαφρότερο από μένα, ένα ηλεκτρόνιο, για το οποίο ένιωσα ξαφνικά μια ακαταμάχητη έλξη. Από τότε ενώσαμε τις τύχες μας, φτιάχνοντας ένα άτομο υδρογόνου, και για δισεκατομμύρια χρόνια το ηλεκτρόνιο με συνοδεύει στο μακραίωνο ταξίδι μου στο Σύμπαν.

Στριφογυρίζει γύρω μου 10 χιλιάδες τρισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο και κινείται με ταχύτητα χίλια χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, τόσο γρήγορα που κι εγώ καλά καλά δεν ξέρω πού βρίσκεται κάθε στιγμή, μόνο το αισθάνομαι σαν ένα συννεφάκι που με περιβάλλει.

Από την εποχή που γίναμε αχώριστοι σύντροφοι, το ηλεκτρόνιο και εγώ, περάσαμε από πολλές περιπέτειες. Στην αρχή συγκεντρωθήκαμε σε ένα τεράστιο σύννεφο μαζί με μυριάδες άλλα άτομα υδρογόνου. Τώρα που εγώ όπως και τα άλλα πρωτόνια είχαμε ένα ηλεκτρόνιο γύρω μας, οι απωστικές δυνάμεις ήταν πολύ πιο ασθενικές και μπορέσαμε να γνωριστούμε καλύτερα.

Καθώς πλησιάζαμε όμως νιώσαμε μια ακατανίκητη δύναμη να μας αναγκάζει να γυρίζουμε σε κύκλο, γύρω γύρω από το κέντρο του σύννεφου, ολοένα και πιο γρήγορα.

Αναρωτήθηκα φωναχτά τι ήταν αυτό που μας ανάγκαζε να γυρίζουμε διαρκώς γρηγορότερα και μου απάντησαν ότι είναι ο νόμος διατήρησης της στροφορμής.

Στη δίνη αυτή συνάντησα ένα μεγάλο άτομο, που το έλεγαν οξυγόνο, και ζητούσε με μεγάλη επιμονή να βρει δύο ηλεκτρόνια.

Εγώ και ένα άλλο αδελφάκι, πρωτόνιο και αυτό, αποφασίσαμε να μοιραστούμε μαζί του τα δικά μας ηλεκτρόνια και φτιάξαμε ένα μόριο νερού. Συνεχίζαμε το ταξίδι μας, και τα τρία μαζί, στην τεράστια δίνη, όταν το φως, που μου είχε λείψει από την εποχή της Μεγάλης Εκρηξης, μπήκε ξανά στη ζωή μου.

Μακριά από εμάς, στο κέντρο της δίνης, γεννήθηκε ένα καινούργιο αστέρι, που ακούσαμε ότι το έλεγαν Ηλιο. Το φως του όμως ήταν τόσο αμυδρό που δεν μπορούσε να μας ζεστάνει, και έτσι μυριάδες μόρια νερού, μαζί και το δικό μας, παγώσαμε από το κρύο και παίρνοντας λίγη σκόνη που υπήρχε στη γειτονιά μας, φτιάξαμε μια μεγάλη μπάλα και την είπαμε κομήτη. Στη γειτονιά μας υπήρχαν μυριάδες άλλοι κομήτες, και έτσι δεν νιώθαμε μοναξιά.

 

Εκείνη την εποχή άλλα άτομα του νέφους, βαρύτερα από εμάς, είχαν συγκεντρωθεί και αυτά σε ομάδες, αλλά πιο κοντά στον Ηλιο, και είχαν φτιάξει τεράστιες μπάλες που τις είπαν πλανήτες. Καθώς ο κομήτης μας ακολουθούσε την τροχιά του γύρω από τον Ηλιο, ξαφνικά βρήκε στον δρόμο του έναν από αυτούς τους πλανήτες, τη Γη, και συγκρούστηκε μαζί της. Οι πάγοι του κομήτη μας έλιωσαν και βρεθήκαμε, μαζί με όλα τα άλλα μόρια του νερού, να κολυμπούμε στους ωκεανούς που δημιουργήθηκαν με αυτόν τον τρόπο. Για δισεκατομμύρια χρόνια ακολουθούσαμε τον ίδιο και τον ίδιο κύκλο, από τον ωκεανό ατμός, έπειτα σύννεφο, βροχή, ποτάμι και πάλι στον ωκεανό. Μια μέρα όμως καθώς κυλούσαμε στο ποτάμι, εμείς, μαζί με άλλο ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμυρίων μόρια νερού, βρεθήκαμε ξαφνικά σε ένα δοχείο συνδεδεμένο με πολλά καλώδια. Πρώτη φορά στη ζωή μου έβλεπα τέτοιο πράγμα και ρώτησα τι είναι.

Μου είπαν πως είναι μια συσκευή ηλεκτρόλυσης. Προτού προλάβω να ρωτήσω τι δουλειά κάνει αυτή η συσκευή, από τα ηλεκτρόδια άρχισε να περνάει ρεύμα και ξαφνικά μια ακατανίκητη δύναμη μας χώρισε, εμένα και το άλλο πρωτόνιο, από το οξυγόνο και βρεθήκαμε ενωμένα τα δυο μας σε ένα μόριο υδρογόνου.

Την ίδια τύχη είχαν και τα άλλα μόρια νερού και έτσι βρεθήκαμε, μοριακό πια υδρογόνο, σε μια μεγάλη φιάλη. Στη φιάλη αυτή δεν περνούσαμε άσχημα, τρέχαμε πάνω κάτω και συγκρουόμασταν πότε μεταξύ μας και πότε με τα τοιχώματα της φιάλης όπου μας είχαν περιορίσει. Ηταν μια ευχάριστη φάση της ζωής μου, αλλά δυστυχώς δεν κράτησε πολύ.

Ξαφνικά όλα άρχισαν να αλλάζουν με ασύλληπτη ταχύτητα. Ενα ρεύμα μας έβγαλε έξω από τη φιάλη και ένα αόρατο χέρι με χώρισε στην αρχή από το αδελφάκι μου και στη συνέχεια, από το ηλεκτρόνιο που με συντρόφευε σε όλο μου αυτό το ταξίδι στο αχανές Σύμπαν. Μια πρωτόγνωρα ισχυρή δύναμη μου έδωσε μεγάλη ταχύτητα και βρέθηκε να γυρίζω, μαζί με μυριάδες άλλα πρωτόνια, σε μια τεράστια σαμπρέλα.

Σε κάθε στροφή παίρναμε όλο και μεγαλύτερη ταχύτητα, έτσι που αποκτήσαμε ένα φρενιασμένο ρυθμό, διατρέχοντας την περιφέρεια της σαμπρέλας, που είχε μήκος 27 χλμ., 11.000 φορές το δευτερόλεπτο. Κατάλαβα ότι ζούσα τις τελευταίες στιγμές της ζωής μου και τρέχοντας πια σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, πρόλαβα μόνο να ρωτήσω τα διπλανά πρωτόνια που ακολουθούσαν την ίδια μοίρα με μένα πού βρισκόμασταν.

Κάποιο μου απάντησε λαχανιασμένα ότι βρισκόμαστε στο Large Ηadron Collider, τον μεγαλύτερο επιταχυντή της Γης, στο CΕRΝ, όταν ξαφνικά βρέθηκα αντιμέτωπο με ένα άλλο πρωτόνιο που ερχόταν κατευθείαν επάνω μου. Η σύγκρουσή μας ήταν αναπόφευκτη, μια ισχυρή λάμψη φώτισε στιγμιαία τον χώρο γύρω μας και αποχαιρέτησα τη ζωή μου μέσα σε μια θάλασσα φωτονίων, στις ίδιες ακριβώς συνθήκες που είχα γεννηθεί πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής στο ΑΠΘ.