11. Az anyagok tulajdonságainak hőmérsékletfüggése

    A következőkben az anyagok tulajdonságait vizsgáljuk hőmérsékletváltozás hatására.

Kémiailag tiszta anyagok változása a hőmérséklet hatására

I. Végezzétek el a következő kísérleteket!

a. Főzőpohárba tegyünk kevés jódkristályt, fedjük le óraüveggel, melybe vizet öntöttünk! Azbeszthálón keresztül melegítsük!

b. Kémcsőbe helyezzünk két ujjnyi kénport, melegítsük, majd az olvadékot öntsük vízbe!

Rajzoljuk le a kísérleti eszközöket, rögzítsük a tapasztalatokat és a magyarázatokat!

    Tudjuk, hogy melegítés hatására a víz forrni kezd, egészen addig, amíg az edényünk ki nem ürül. Főzés közben a fedőn a folyamat fordítottját is megfigyelhetjük, de a jégkészítés és olvasztás folyamata is közismert. A kémiailag tiszta anyagok hőmérséklet-változás hatására halmazállapot-változáson mennek keresztül.

11.1. Egészítsd ki az ábrát a halmazállapot-változás nevével!

 

Forrás szemléltetése

11.2. Hogyan állapítanád meg a víz forráspontját?
Rajzold le a kísérletet és magyarázd!
Változik-e a víz hőmérséklete a forrás idején?

Tudjuk, hogy valamennyi folyadék a hőmérséklet függvényében lassabban vagy gyorsabban, de folyamatosan párolog. Mi lehet a különbség a forrás és a párolgás között?

11.3. Hogyan változik a víz forráspontja a tengerszint emelkedésével? Miért?
11.4. Milyen változáson ment keresztül a I. feladatban a kén?
Mi a különbség az eredeti és a keletkezett kén között?

Az oldhatóság hőmérsékletfüggése

   Tapasztalatból tudjuk, hogy a meleg teában hamarabb oldódik fel a cukor, mint a hidegben. De vajon csak az oldódás sebessége, vagy az oldott anyag mennyisége is növelhető a hőmérséklet emelésével?

    Ha szobahőmérsékletű vízben kristálycukrot oldunk azt tapasztaljuk, hogy egy idő elteltével nem oldódik fel több cukor, az oldandó anyag a pohár alján marad. Ilyenkor túltelített oldathoz jutunk.

11.5. Mit tapasztalunk, ha elkezdjük melegíteni?

 

Mint láttuk a hőmérséklet emelésével növelhetjük az oldandó anyag mennyiségét.

11.6. Mit tapasztalunk, ha a meleg, telített oldatot visszahűtjük szobahőmérsékletűre?
11.7. Hogyan tudjuk még növelni az oldódás sebességét?

 

Az oldódást kísérő hőmérsékletváltozás

     Vajon valamennyi oldandó anyag oldódását tudjuk növelni a hőmérséklet emelésével? A kérdés megválaszolásához végezzük el az alábbi két kísérletet!

II. Figyeljétek meg a tanárod által bemutatott kísérletet! Kémcsőben lévő öt ujjnyi vízhez tömény kénsavat csepegtet. Hogyan változik a kémcső hőmérséklete?
III. Kémcsőben lévő öt ujjnyi vízhez tégy kiskanálnyi kálium-nitrátot!
Hogyan változik a kémcső hőmérséklete?

    Mint láttuk vannak olyan esetek, amikor az oldódás hőmérséklet növekedéssel jár és vannak olyan esetek, amikor hőmérséklet csökkenés kíséri. Előbbi esetben a rendszer energiatartalma csökken, s azt környezetének adja át (a környezet felmelegszik), ez az exoterm folyamat. A második esetben a rendszer energiát vont el környezetétől, így energiája nőtt, a környezeté csökkent (lehűlt), ez az endoterm folyamat.

11.8. Melyik reakciót lehet a hőmérséklet emelésével elősegíteni? Miért?

halmazállapot-változás, fagyás, fagyáspont, forrás, forráspont, olvadás, olvadáspont, szublimáció, telített oldat, telítetlen oldat, túltelített oldat