Praktische Opdracht Natuurkunde. Zout Water. Daniëlle Roodenburg Leon Weggelaar. H4E Natuurkunde

Praktische Opdracht Natuurkunde

“Zout Water”

Daniëlle Roodenburg Leon Weggelaar H4E - 2007 Natuurkunde

Voorwoord

Dit verslag is onderdeel van de Praktische Opdracht Natuurkunde. Alle experimenten en het gehele verslag zijn uitgevoerd door: -

Daniëlle Roodenburg Leon Weggelaar

Er is voor deze opdracht gekozen omdat het een veelzijdig onderzoek is en het zowel met Natuurkunde als met Scheikunde te maken heeft. Omdat onze interesses allebei in dit gebied liggen, vonden wij deze opdracht uitermate geschikt en erg interessant. Praktische Opdracht “Zouten”. HAVO 4 – H4E 13-03-2007 / 20-04-2007

Gelieve niet in dit verslag schrijven.

1

Inleiding Alle zouten zijn bij kamertemperatuur vaste stoffen. Omdat elke stof, dus ook een zout, elektrisch neutraal is, zitten er in een zout zowel positieve als negatieve ionen.

invloeden de eigenschappen van zout kunnen hebben in bepaalde concentraties. Zout is overal om ons heen en word onder andere als oplossing gebruikt in ziekenhuizen als “Fysiologische zoutoplossing” bestaande uit 9 gram/liter.

De aantrekkende krachten "winnen het gemakkelijk" van de afstotende krachten. Een ionrooster zit dus heel stevig in elkaar. Daarom heeft een zout in tegenstelling tot normale atomen een hoog smeltpunt.

Zout water heeft dan ook vele andere kenmerken dan zoet water heeft. Buiten het feit dat er een andere smaak aan het water zit of de dichtheid anders is zijn er nog vele eigenschappen om te onderzoeken. Hierin word onder andere gekeken naar de geleiding, het vries- en kook –punt, en andere eigenschappen zoals de oplossing ervan.

De ionen zijn gerangschikt volgens een bepaald regelmatig patroon. Men spreekt dan ook over een ion-binding en een ion-rooster. Een zout is opgebouwd uit één of meerdere metaalionen en één of meerdere zuurrestionen. In deze experimenten zal worden onderzocht wat voor andere

Wat gebeurd er met de geleiding onder verschillende omstandigheden? En wat gebeurd er met de kenmerken van een oplossing?

Figuur 2 – Ook hier is zout Figuur 1 – Zout kristallen

2

INHOUD

0.0 Inleiding 0.1 - Voorwoord 0.1 - Inleiding 0.2 - Inhoud

Pagina Pagina Pagina Pagina

1 1 2 3

1.0 Oriënterende Opdrachten 1.1 - Onderzoeksvraag 1.2 - Hypothese 1.3 - Onderzoeksvraag 1 1.4 - Onderzoeksvraag 2 1.5 - Uitvoering 1.6 - Experiment 1.7 - Resultaten 1.8 - Onderzoeksvraag 3 1.9 - Conclusie

Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina

5 6 6 7 8 8 9 10 12 13

2.0 Experiment 1 – Verschillende Concentraties 2.1 - Onderzoeksvraag 2.2 - Hypothese 2.3 - Uitvoering 2.4 - Opstelling 2.5 - Experiment 2.6 - Resultaten 2.7 - Conclusie

Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina Pagina

14 15 15 16 17 18 19 20

3.0 Experiment 2 – Variabele Afstand 3.1 - Onderzoeksvraag 3.2 - Hypothese 3.3 - Uitvoering 3.4 - Opstelling 3.5 - Experiment 3.6 - Resultaten 3.7 - Conclusie


21 22 22 23 24 25 26 27

3

4.0 Experiment 3 – Chloorgas 4.1 - Onderzoeksvraag 4.2 - Hypothese 4.3 - Uitvoering 4.4 - Opstelling 4.5 - Experiment 4.6 - Resultaten 4.7 - Conclusie


28 29 29 30 31 32 34 35

5.0 Experiment 4 – Kookpunten 5.1 - Onderzoeksvraag 5.2 - Hypothese 5.3 - Uitvoering 5.4 - Opstelling 5.5 - Experiment 5.6 - Resultaten 5.7 - Conclusie


36 37 37 38 39 40 41 42

6.0 Experiment 5 – Smeltpunt 6.1 - Onderzoeksvraag 6.2 - Hypothese 6.3 - Uitvoering 6.4 - Opstelling 6.5 - Experiment 6.6 - Resultaten 6.7 - Conclusie


43 44 44 45 46 47 48 49

7.0 Afsluiting 7.1 - Waarnemingen 7.2 - Eind Conclusie 7.3 - Bronnen 7.4 - Dank 7.5 - Gebruikte Software 7.6 - Logboek 7.7 - Problemen


50 50 51 52 52 53 54 55

4

1.0

Oriënterende Opdrachten

5

1.1

Onderzoeksvraag

Een temperatuursensor heeft bepaalde karakteristieken die bepalend zijn voor de meetresultaten en de nauwkeurigheid daarvan. Wat zijn de eigenschappen van een temperatuursensor en hoe betrouwbaar zijn deze? Hierbij word de temperatuur gemeten in verschillende omgevingen. De route van de sensor naar de computer kan de meetresultaten nadelig doen beïnvloeden wat betreft nauwkeurigheid en dergelijke. Hoe gaat het computerprogramma IP-Coach hier mee om en hoe wordt dit weergeven? Onderzoeksvragen: 1. 2. 3.

- Hoe werkt een temperatuursensor? - Wat zijn de eigenschappen van een temperatuursensor? - Hoe werkt het computerprogramma IP-Coach?

1.2

Hypothese

De verwachting van de oriënterende opdracht is er achter komen hoe een temperatuursensor met een computerprogramma samenwerkt. Om een computer samen te kunnen laten werken zullen er signalen moeten worden gestuurd van de sensor naar de computer om de juiste informatie door te geven. Deze signalen zijn continu doordat er alsmaar gemeten doordat een sensor niet stapsgewijs werkt. Niet iedere sensor zal dezelfde waarde aangeven doordat sensoren nooit exact hetzelfde kunnen zijn. Dit kan komen doordat de stapgrootte van een sensor niet exact op één lijn zitten samen met de andere sensoren. Het programma IP-Coach is een programma om gemakkelijk een meting uit te voeren. Het programma heeft diverse mogelijkheden waaraan gewerkt kan worden om de gewenste resultaten en/of toepassingen te behalen van een meting.

6

1.3

Onderzoeksvraag 1

De werking van een temperatuursensor is af te lezen in het computerprogramma IP-Coach na diverse metingen van de temperatuur.

temperatuursensor worden uitgelezen. Door een spanningsmeting uit te voeren kan de waarde van de resolutie worden bepaald.

Een sensor neemt verschillen in temperatuur waar door deze om te zetten in een continu signaal. Het signaal wordt vervolgens naar een verwerker gestuurd, die de verschillende temperatuurswisselingen van elkaar onderscheid. Een ADomzetter is bepalend voor de resolutie, deze is verantwoordelijk voor de nauwkeurigheid van de waarneming.

Het programma zelf zou ook nog invloed kunnen hebben op de waarneming. Om de juiste resolutie te bepalen word de grafiek van de spanningsmeting maximaal uitvergroot. Hier is een gebroken lijn waargenomen waaruit de stapgrootte kan worden bepaald. Het verschil tussen de twee kleinste waardeverschillen is vervolgens af te lezen als stapgrote. En bruikbaar als referentie materiaal.

In het programma IP-Coach kunnen de waarden van deze

7

1.4

Onderzoeksvraag 2

Om deze vraag te beantwoorden is er een experiment uitgevoerd om zo de conclusie te kunnen trekken uit de resultaten die er geboekt zijn. 1.5

Uitvoering

Voor een betere nauwkeurigheid is er gekozen voor meerdere temperatuursensoren waar vervolgens vergelijken. Ook is er gebruik gemaakt van een handtemperatuurmeter om te onderzoeken wat voor effect zowel een analoge als een digitale temperatuurmeter heeft bij een bepaalde temperatuur. Hiervoor zijn verschillende experimenten uitgevoerd waarbij de temperatuurmeters werden blootgesteld aan zowel koken water als water op kamer temperatuur en ijswater. Nodig: Gedestilleerd water 2 maal temperatuursensor voor Coachlab II Een handtemperatuurmeter IJs Een computer met IP-Coach 3 maal bekerglas Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal temperatuursensor Een handtemperatuurmeter IJsklontjes Een computer met IP-Coach 3 maal bekerglas

Functie: Om met zekerheid het kookpunt van 100˚C te bepalen. Om met behulp van IP-Coach de meting te kunnen uitvoeren. Om het verschil tussen analoge en digitale metingen te kunnen vergelijken. Om een lage temperatuur te simuleren. Uitlezen en opsommen van gemeten resultaten. Om het gedestilleerd water in te doen.

8

1.6

Experiment

Voordat het experiment begint is het aanbevolen om de schema‟s en tabellen alvast te construeren in een apart schrift. De benodigdheden worden erbij gezocht zodat de opstelling kan worden gevormd. Het experiment bestaat uit 3 onderdelen om de accuratesse te bevestigen. Sommige benodigdheden vereisen enige voorbereiding zoals bijvoorbeeld het creëren van ijs, gedestilleerd water en het instellen van IP-Coach. Instellingen: Spanningskastje Gedestilleerd water IP-Coach meettijd IP-Coach metingen Temperatuur

-

10 volt AC 200ml variabel tot 15 minuten variabel per experiment variabel

Onderdeel 1: Als eerste word het bekerglas gevuld met kokend gedestilleerd water van exact 100˚C. De temperatuursensoren worden hier tegelijk in het kokende water gestoken. De meting in het programma IP-Coach word vervolgens gestart met een meting van enkele minuten. Het water zal snel afkoelen, dit komt door een groot verschil in de omgevingstemperatuur ten opzichte van het kokende water. Nadat de meting beëindigd is worden de metingen genoteerd en het hete water voorzichtig uit het bekerglas verwijderd. Onderdeel 2: Nadat de meetsensoren op normale temperatuur gekomen zijn. Wordt een nieuw bekerglas met gedestilleerd water gevuld. Vervolgens worden de sensoren opnieuw geplaatst en na enkele minuten meten worden opnieuw de resultaten genoteerd. Onderdeel 3: Voor deze laatste meting was een langere voorbereiding van toepassing. Dit door het creëren van ijsblokjes van 2 x 2 centimeter. Deze moesten overnachten in de vriezer alvorens gebruikt te kunnen worden. Daarna werd hetzelfde uitgevoerd als bij onderdeel 1 en 2. Namelijk het ijs samen voegen in het bekerglas om vervolgens de laatste meting te starten. De laatste resultaten konden worden genoteerd in het schema en zodoende kon het experiment worden opgeruimd. Na het uitvoeren van dit experiment kan het antwoord op deze onderzoeksvraag gegeven worden.

9

1.7

Resultaten

De gemeten waarden zijn ingevoerd om een duidelijk overzicht te geven. De grafieken van IP-Coach zijn niet altijd even duidelijk en daarom hier herschreven in een tabel of grafiek.

temperatuursensoren ijs ( ˚C ) sensor 1 (dig.) sensor 2 (dig.) sensor 3 (ana.) gemiddelde

-8,2 -8,4 -8 -8,3

kamer ( 20˚C ) 19,8 19,9 19,5 19,73333333

water (100'C) 99,8 102,5 100 100,7666667

Figuur 3 - grafiek

120

temperatuursensoren ijs ( ˚C ) *

100

temperatuursensoren kamer ( 20˚C ) temperatuursensoren water (100'C)

Temperatuur ( 'C )

80

* Temperatuur van ijs is niet exact te bepalen.

60

40

20

0 sensor 1

sensor 2

sensor 3

gemiddelde

-20

Figuur 4 - staafdiagram

10

De resolutie van de temperatuur meting kan worden bepaald door de gemaakte grafiek maximaal uit te vergroten en 2 minimale meetwaarden te vergelijken. Het verschil tussen deze „trap‟ vorm kan worden gezien als zijnde de „stapgrootte‟ of resolutie. Het feit dat er een trapvorm ontstaat is terug te slaan op de AD-omzetter die enkel een aantal vaste waarden tussen 0- en 5 –Volt kan aannemen. - De stapgrootte bij 20 ˚C: 20.00 – 19.93 = 0.07 ˚C 0.07 „C = 70m˚C - De stapgrootte bij 90˚C: 90.00 – 89.93 = 0.07 ˚C 0.07 ˚C = 70m˚C

De stapgrootte is bij alle temperaturen in het bereik van de sensor gelijk.

11

1.8

Onderzoeksvraag 3

Om tijdens een onderzoek waarden te kunnen vastleggen is er gebruik gemaakt van het computerprogramma IP-Coach. Het programma werkt in combinatie met een meetpaneel.

opgeleukt. Zoals onder andere de lijndikte, kleur en vormgeving.

Op dit meetpaneel kunnen verschillende sensoren worden aangesloten waarmee metingen kunnen worden uitgevoerd over een tijd van enkele milliseconden tot een groot aantal uren. Er zijn maximaal 5000 meetpunten die verdeeld kunnen worden over de ingestelde meettijd. De metingen worden altijd uitgevoerd in tijd en een andere ingestelde grootheid. Hieruit maakt het programma een grafiek. In dit grafiek kunnen alle behoeften worden aangepast en

Als er een meting word gestart houdt IP-Coach zelf de tijd in de gaten. De meting stopt als de ingestelde tijd is bereikt. Na een meting kunnen er nog diverse aanpassingen op de grafiek worden toegepast. Zo kan een er een lijn door het gemiddelde van een grafiek worden getrokken en andere functies worden toegepast.

IP-Coach is ontworpen voor de volgende doeleinden:  meten  sturen  analyseren van meetgegevens

12

1.9

Conclusie

De meetgegevens in IP-Coach kunnen worden beschouwd als zijnde redelijk betrouwbaar. Hieruit volgt dan ook de conclusie op de drie onderzoeksvragen van de oriënterende opdracht. Onderzoeksvraag 1: Een temperatuursensor geeft een signaal af dat door een computerprogramma kan worden uitgelezen als eenheid van de temperatuur. Door deze gegevens kan onder andere de stapgrootte worden bepaald. Of andere bewerkingen mee worden uitgevoerd. Onderzoeksvraag 2: De temperatuursensor in combinatie met IP-Coach blijkt betrouwbaar te zijn door de minimale afwijkingen die er onder sommige omstandigheden zijn. De gemiddelde afwijking hierbij is groter naarmate de temperatuur hoger is. De stapgrootte is afhankelijk van de AD-omzetter. Hoe meer stappen deze AD-omzetter kan maken des te nauwkeuriger zal de uiteindelijke meting zijn. Onderzoeksvraag 3: IP-Coach werkt samen met een meetpaneel aan de gegevens die een sensor doorstuurt. Hiermee kan een meting gestart worden met een tijd en een andere grootheid die gemeten word door een sensor. Op deze gegevens kunnen nog andere functies worden toegepast. IP-Coach heeft als doel het opmaken van grafieken en tabellen uit verschillende meetgegevens.

13

2.0

Experiment 1 – Verschillende Zout Concentraties

14

2.1

Onderzoeksvraag

Om de geleiding van zout water te onderzoeken kan er een gekozen Voltage door verschillende zoutconcentraties worden laten gelopen. Hieruit kan afgelezen worden hoe hard de elektronen door de concentratie voortbewegen oftewel de stroomsterkte. Deze wordt in serie geschakeld met de zoutoplossing om te meten hoeveel stroom er loopt. Onderzoeksvraag: Wat doet de weerstand van zout water bij verschillende concentraties zoutoplossing?

2.2

Hypothese

Gewoon kraanwater geleid doordat er andere zouten in zitten die niet gemakkelijk gezuiverd kunnen worden. Dit kan gevaarlijk zijn. Gedestilleerd water daarentegen heeft het helemaal geen geleiding en loopt er geen stroom als het in contact zou komen met een elektrische stroom. Hieruit valt te verwachten: Hoe hoger de concentratie zout in een oplossing hoe groter de stroomsterkte zal zijn. En dus zal de weerstand afnemen. Theoretisch zou de stroom bij gedestilleerd water exact 0 zijn. Maar praktisch is de verwachting dat dit enigszins tegenvalt omdat water bijna niet helemaal schoon te krijgen is. Door invloed van het milieu en de omgeving zal water altijd een klein beetje verontreinigd zijn.

15

2.3

Uitvoering

Dit experiment heeft een vrij grote opstelling. Het spanningskastje is ingesteld op wisselspanning doordat er bij gelijkspanning een kans zou kunnen bestaan dat de elektronen neer zouden slaan in het bekerglas. Het gedestilleerde water is nodig omdat de zoutconcentraties anders niet precies zouden kloppen met wat er gemeten zal gaan worden. Nodig: -Gedestilleerd water -2 maal koolstofelektroden -Spanningskastje -Spanningsmeter -Stroommeter -Bekerglas 500ml -Kabels -2 maal een statief -Krokodillenbekjes -Zout -Een weegschaal -Een roerstaafje Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal Koolstof elektroden. Spanningskastje Spanningsmeter Stroommeter 500ml bekerglas Bekabeling 2 maal een Statief Krokodillenbekjes Zout Weegschaal Roerstaafje

Functie: Om met een schone basis te starten Voor de geleiding van stroom in het water. Als spanningsbron om de meting mee uit te voeren. Om de spanning die op het spanningskastje ingesteld staat te bevestigen Voor het uitlezen van de stroomsterkte. Om de oplossing in uit te voeren. Voor het aansluiten van alle componenten. Om de koolstof staven aan te bevestigen Hieraan kunnen de koolstof staven bevestigd worden. Om in het gedestilleerde water op te lossen Om de gewenste hoeveelheid zout af te wegen Om het zout op te lossen

16

2.4

Opstelling:

Figuur 5 - Opstelling

17

2.5

Het Experiment

Voordat het experiment begint is het aanbevolen om de tabellen alvast te construeren in een apart schrift. De benodigdheden worden erbij gezocht zodat de opstelling kan worden gevormd. Het experiment bestaat uit zes losse experimenten. Dit komt doordat er zes verschillende zout concentraties worden gebruikt. Instellingen: Spanningskastje Gedestilleerd water Massa zout Contactafstand Elektroden afstand Temperatuur-

Ter voorbereiding van ieder experiment, moet de juiste hoeveelheid zout worden afgewogen op een weegschaal en gedestilleerd water word afgemeten op 200 ml. Als het zout is afgewogen word dit bij het gedestilleerde water toegevoegd. Met een roerstaafje word het zout compleet opgelost in het water.

10 volt AC 200ml variabel 6 cm 4 cm Kamertemperatuur (ca. 20 °C)

Het starten van de proef begint bij het inschakelen van het spanningskastje met wisselspanning en het gewenste Voltage word ingesteld. Er gaat een stroom lopen omdat het zout aanwezig is in het gedestilleerde water. De elektroden zijn 4 cm van elkaar verplaatst zodat er door een afstand van 4 cm stroom loopt door de zoutoplossing. De Stroommeter en de Spanningsmeter geven na enkele seconden constante waarden aan die van belang zijn om te noteren in het tabel en het schema. Na de notatie is één van de 6 experimenten uitgevoerd. De overige vijf experimenten worden op precies dezelfde wijze uitgevoerd maar dan met een andere concentratie zout in het gedestilleerde water. Het is van belang dat alleen het concentratie zout veranderd en geen andere eigenschappen in het experiment. Dan zullen de metingen namelijk niet meer kloppen. Na afloop van de 6 experimenten kunnen de benodigdheden worden opgeruimd en er kunnen conclusies worden getrokken uit de resultaten die behaald zijn. Doordat de stroom en de spanning gemeten zijn is de weerstand nog niet berekend. Dit wordt gedaan met behulp van een formule: R=U/I De resultaten van een bepaalde concentratie kunnen worden genoteerd en de weerstand kan berekend worden. 18

2.6

Resultaten

In onderstaande tabel is op te merken dat bij meting nummer zes de gegevens niet helemaal kloppen. Dit zou kunnen komen doordat het zout niet volledig is opgelost dat zou betekenen dat het water verzadigd is.

Zout concentratie Metingnummer 1 2 3 4 5 6

concentratie (g) Mol spanning (V) 0 0 10 2 0,034 9,8 4 0,068 9,7 6 0,102 9,6 8 0,136 9,5 10 0,17 9,5

stroom (A) weerstand (KΩ) 0,0001 100 0,005 1,96 0,007 1,385714286 0,01 0,96 0,0128 0,7421875 1,05 0,09047619

Figuur 6 – weerstand bij verschillende zout concentraties

Weerstand Stroom spanning

Weerstand 120

Weerstand (Ohm)

100 80 60 40 20 0 -20

1

2

3

4

5

6

1,96 1,3857 0,96 0,7422 0,0905 Weerstand 100 0,0001 0,005 0,007 0,01 0,0128 1,05 Stroom 10 9,8 9,7 9,6 9,5 9,5 spanning Meting nummer Figuur 7 – Weerstand in grafiek

19

2.7

Conclusie

De resultaten die weergegeven zijn in het tabel en het grafiek vertellen dat de spanning in de stroomkring vrijwel nauwelijks veranderd en de stroomsterkte van heel klein naar steeds groter gaat. Door een formule te gebruiken kan de weerstand die het water levert worden uitgerekend. Dit gebeurd met de formule: R= U/I De resultaten die berekend zijn door het gebruiken van de formule, geven aan dat de weerstand steeds kleiner wordt naar mate de concentratie toeneemt. Dit is logisch omdat het een omgekeerd evenredig verband heeft. In dit geval word de stroomsterkte groter en daarom de weerstand steeds kleiner. De lijnen in het grafiek tonen dat het Voltage vrijwel constant blijft. Tussen de stroomsterkte, de weerstand en de verschillende concentraties zijn verhoudingen te constateren. Dit zal betekenen dat er een verband bestaat tussen de oplossingen en de weerstand. De weerstand word lager en de stroomsterkte word hoger. Er gaat meer stroom lopen naar mate de concentratie toeneemt. Door een grotere hoeveelheid zout geleid het meer en is er minder weerstand.  De weerstand is laag en de concentratie is hoog.  De weerstand is hoog en de concentratie is laag.  Hoe hoger het concentratie zout, hoe lager de weerstand van de zoutoplossing is.

20

3.0 Experiment 2 – Variabele meetafstand

21

3.1

Onderzoeksvraag

In opdracht 1 is er onderzocht wat er met de weerstand gebeurd als er spanning komt te staan tussen verschillende concentraties zout. Dit gebeurde met een vaste afstand van 4 cm tussen de koolstof elektroden.

Maar wat gebeurd er met de weerstand als de concentratie zout constant blijft en de elektroden op verschillende afstanden van elkaar worden geplaatst?

Onderzoeksvraag: Wat gebeurd er met de weerstand van zout water als de afstand van de elektroden verschillend is?

3.2

Hypothese

Nu de concentratie zout gelijk blijft, moet er een andere variabele zijn. Dit is namelijk de afstand. De afstand vervangt als het ware de concentratie zout in het gedestilleerde water. Aangezien er in opdracht 1 een verband is tussen de concentratie zout en de stroomsterkte. Zal er ook een verband zijn tussen de afstand en de stroomsterkte. En daardoor zal dus ook de weerstand een verband houden met de afstand. Dit wordt verwacht doordat de afstand de variabele is geworden in plaats van de verschillende concentraties zout. Het zal een omgekeerd evenredig verband zijn tussen de stroomsterkte en de afstand.

22

3.3

Uitvoering

In dit experiment word er gewerkt met een vaste concentratie zout. Er is gekozen voor een concentratie van 10 gram per Liter opgelost in 1 liter gedestilleerd water. Nodig: -Zout -2 maal statief -Spanningskastje -Grote bak met zoutoplossing -Bedrading -Spanningsmeter -Roerstaafje -Stroommeter -2 maal elektroden -Krokodillenbekjes -Gedestilleerd water -Weegschaal -Meetlint Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal Koolstof elektroden. Spanningskastje Spanningsmeter Stroommeter Plastic bak Bekabeling 2 maal een Statief Krokodillenbekjes Zout Weegschaal Roerstaafje Meetlint

Functie: Om met een schone basis te starten Voor de geleiding van stroom in het water. Als spanningsbron om de meting mee uit te voeren. Om de spanning die op het spanningskastje ingesteld staat te bevestigen Voor het uitlezen van de stroomsterkte. Om het experiment in uit te voeren. Voor het aansluiten van alle componenten. Om de koolstof staven aan te bevestigen Hieraan kunnen de koolstof staven bevestigd worden. Om in het gedestilleerde water op te lossen Om de gewenste hoeveelheid zout af te wegen Om het zout op te lossen Om de afstand tussen elektroden te verifiëren.

23

3.4

Opstelling:


24

3.5

Het Experiment

De opstelling voor het experiment is bijna gelijk aan de opstelling van opdracht 1. Het enige wat er veranderd moet worden is het bekerglas vervangen door een grote plastic bak. De bak word gevuld met 1 liter gedestilleerd water en 10 gram zout.

Instellingen: Spanningskastje Gedestilleerd water Massa zout Afstand Contactafstand in water Temperatuur

-

Dit experiment bestaat uit 8 verschillende metingen. Er zijn 8 verschillende afstanden bepaald. Met behulp van een meetlint kunnen deze afstanden exact worden bepaald. De juiste afstand is makkelijk te bepalen door de plastic bak met water. Waarin van grote tot kleine afstanden kunnen worden uitgezet.

4.5 volt AC 1000ml 10gram Variabel 2.5cm Kamertemperatuur (ca. 20 °C)

Als er begonnen word met meten is het experiment vrij snel beëindigd. Het spanningskastje word aangezet op een vast Voltage van 10 Volt en de resultaten kunnen direct worden afgelezen en genoteerd. De daarop volgende zeven metingen zijn exact het zelfde maar met een andere afstand van de elektroden tegenover elkaar. Met de resultaten kan de formule R=U/I weer worden toegepast. De berekende weerstand kan worden genoteerd in de grafieken en tabellen. Door de gegevens kan de conclusie op de onderzoeksvraag gevormd worden.

25

3.6

Resultaten:

verschillende afstanden afstand (cm) 0* 1 2 5 10 15 20 25

Spanning (V) 10 10 10 10 10 10 10 10

stroomsterkte (A) ∞ 0,30 0,16 0,10 0,08 0,06 0,06 0,05

weerstand (Ω) 0 33,33333333 62,5 100 125 166,6666667 166,6666667 200

* Hier ontstaat kortsluiting. Dit is niet gemeten maar beredeneerd. Daardoor is de stroomsterkte oneindig hoog.

Figuur 9 – Meetresultaten

Weerstand

Weerstand (Ohm)

250

Weerstand 2 per. Zw. Gem. (Weerstand)

200 150 100 50 0 1

2

3

4

5

6

7

afstand (cm)

Figuur 10 – Weerstand uitgezet in grafiek

26

8

3.7

Conclusie

Het omgekeerd evenredig verband dat in opdracht 1 werd gezien tussen de concentratie zout en de stroomsterkte zou hier theoretisch van op toepassing moeten zijn. Maar de praktijk weergeeft iets andere resultaten.

Hoogstwaarschijnlijk door de invloed van buiten af. Zoals het oplossen van de koolstof elektroden waarmee gemeten word. Er is wellicht een verband tussen de stroomsterkte en de afstand, maar deze is niet recht evenredig.

 De weerstand is laag en de afstand klein.  De weerstand is hoog en de afstand is groot.  Hoe groter de afstand, hoe groter de weerstand tussen beide elektronen is.

Oftewel: De stroomsterkte word groter naarmate de elektroden dichter bij elkaar komen doordat de geleiding toeneemt Deze geleiding neemt toe omdat de stroom zich minder moeilijk door de zoutoplossing hoeft te wringen. De resultaten komen dus enigszins niet overeen met de hypothese omdat er geen rekening was gehouden met de invloed van andere stoffen van buitenaf. Buiten deze afwijking hebben de resultaten een uitslag dat te verwachten was.

27

4.0

Experiment 3 - Chloorgas

28

4.1

Onderzoeksvraag

Tijdens het onderzoek van de opdrachten 1 en 2 word er waar genomen dat er een reactie plaats vind in het bekerglas of de plastic bak. Rondom de elektroden begint het water te bruisen en ontstaat er een soort gas dat sterk ruikt. Na enige tijd zou de reactie tot zijn einde moeten

komen doordat één van de stoffen op begint te raken. Maar hoe lang duurt deze reactie?

Onderzoeksvraag: Hoe lang duurt het voordat al het zout omgezet is in de reactie?

4.2

Hypothese

Uit deze waarneming word er verwacht dat de zoutoplossing reageert met de stroom. Hierbij zou sprake zijn van elektrolyse. Het ligt aan de hoeveelheid grammen van de stoffen hoe lang het duurt voordat de reactie uitgereageerd is. Hoe meer er van de stoffen aanwezig is hoe langer het zal duren voordat het helemaal is uitgereageerd. Er is een verband aanwezig die ligt tussen de concentratie zout, de stroomsterkte en de tijdsduur voordat de reactie beëindigd is. Hoe groter de zoutconcentratie is hoe hoger de stroomsterkte en hoe heviger de reactie is. De tijdsduur zal te berekenen zijn met de formules die er in de natuurkunde aanwezig zijn. Maar de tijdsduur die te berekenen valt zal niet het zelfde zijn als de tijdsduur die er in werkelijkheid word gemeten door de invloed van het milieu in de omgeving.

29

4.3

Uitvoering

Bij het experiment is het niet van belang wat de concentratie zout is. Maar om de reactie zo snel mogelijk te laten beëindigen is er gekozen voor een lage concentratie. 1 gram zout in 200 gedestilleerd water. De concentratie bestaat uit 0,085 Molair NaCl. Nodig - 2 maal elektroden - 2 maal een statief - Een spanningskastje - Een computer met IP-Coach - Een bekerglas - Zout - Bekabeling - Roerstaafje - Krokodillenbekjes - Weegschaal - Gedestilleerd water - Ohmse weerstand NiChr Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal Koolstof elektroden. Spanningskastje Een computer met IP-Coach Roerstaafje Bekerglas Bekabeling 2 maal een Statief Krokodillenbekjes Zout Weegschaal Weerstand NiChr

Functie: Om met een schone basis te starten Voor de geleiding van stroom in het water. Als spanningsbron om de meting mee uit te voeren. Uitlezen en opsommen van gemeten resultaten. Om het zout op te lossen. Om het experiment uit te voeren Voor het aansluiten van alle componenten. Om de koolstof staven aan te bevestigen Hieraan kunnen de koolstof staven bevestigd worden. Om in het gedestilleerde water op te lossen Om de gewenste hoeveelheid zout af te wegen Om de spanning over te meten die de computer kan registreren.

30

4.4

Opstelling:


31

4.5

Het experiment

De opstelling die in opdracht 1 is gevormd kan voor dit experiment op dezelfde manier worden opgebouwd alleen mag de spanningsmeter worden weggelaten. Er is een weerstand van Nikkelchroom in serie geplaatst met de oplossing van 4 Ohm om de spanning over de weerstand te kunnen meten. De weerstand van de oplossing is variabel, daarom is er gekozen voor een ohmse weerstand. Dit is nodig om met IP-Coach de meting te kunnen uitvoeren. Door middel van een formule is er een indicatie gemaakt van de tijdsduur die dit experiment in beslag zou kunnen nemen. De reactie die plaatsvindt tussen het zout en de elektrische stroom geeft een vergelijking. Door de oplossing gaan alle ionen in de oplossing zweven. Door de elektrolyse wordt het Chloor omgezet in gas; Chloorgas. De formule en reactie luiden als volgt: 2 CL-

(aq)

 Cl2 (g) + 2e-

Door de berekening met de formule is een tijdsduur van 3 uur gekozen als instelling voor IP-Coach. Formule: Mol x constante van Avogadro = Aantal moleculen of elektronen In het experiment wordt er gebruik gemaakt van 1,0 gram. Dit staat gelijk aan 0.017 mol. Het getal van Avogadro staat gelijk aan: 6.02 x 1023 Met deze wiskundige constante kan worden gerekend tussen Mol en gram. 0.017 x ( 6.02 x 1023 ) = 1.03 x 1022 Na de berekening word het duidelijk dat er in de zoutoplossing minstens 1.03 x 1022 elektronen worden gebruikt voordat de stof is uitgereageerd met de elektronen. De lading van 1 elektron is 1.6 x 10 -19 Coulomb. Door dit te vermenigvuldigen met de elektronen word er berekend hoeveel elektronen er tijdens de proef in omgang zijn. ( 1.03 x 1022 ) x ( 1.06 x 10-19) = 1648 C

32

( 1.03 x 1022 ) x ( 1.06 x 10-19) = 1648 C Om hiermee vervolgens uit te kunnen rekenen hoeveel tijd dit in beslag zal nemen is er een gegeven van de stroomsterkte nodig. Dit gegeven werd tijdens het experiment afgelezen van de Stroommeter. 1 A = 1 C/s Afgelezen is een stroomsterkte van 0.36 Ampère. Het gegeven uit de vorige berekening zal hier door gedeeld worden. 1648 / 0.36 = 4578 C/s 4578 / 60 = 76.3 minuten = 1.3 uur Dit is een ruwe berekening. Want naarmate het zout reageert, zal het steeds slechter geleiden en dus de weerstand hoger worden. Daarmee word de stroomsterkte lager en zal de reactie langer duren. Daarom is de tijdsduur ruimschoots genomen. Instellingen: Spanningskastje Gedestilleerd water Temperatuur Massa zout Ohmse weerstand IP-Coach meettijd IP-Coach metingen Contactafstand Elektroden afstand

-

1,5 volt DC 200ml Kamertemperatuur (ca. 20 °C) 1gram NiChroom 4Ω 3 uren 27 per minuut 6 cm 4 cm

Het spanningskastje wordt aangezet en de meting met IP-Coach word gestart. De reactie vindt plaats en de computer meet de gegevens.

33

4.6

Resultaten:

Weerstand 4,25 4,22

spanning (V)

4,2 4,15 4,1

Weerstand

4,05 4 3,96

3,95 3,9 0

0,5

1

1,5

Tijd (uur) Figuur 12 – Grafiek Weerstand

Bij het opslaan van de meting kreeg de computer met IP-Coach een storing. De gegevens die genoteerd waren zijn de redding om nog een gemiddelde grafiek te kunnen creëren.

tijd (uren) 0 0,5 1 1,5 2 2,5

spanning (v) 3,96 4,025 4,09 4,155 4,22 Beëindigd

Figuur 13 - Tabel

34

2

2,5

4.6

Conclusie

Door berekeningen van de natuurkunde formules is er een ruwe schatting gemaakt van de tijdsduur die nodig is. Door conclusies die er getrokken zijn uit de formules is de tijdsduur ruimschoots genomen.

Het experiment is in totaal 2 maal uitgevoerd. In het eerste experiment is er geen enkele indruk van de tijd gemaakt. Daardoor is de meting niet succesvol verlopen doordat de metingstijd te kort was om de gehele oplossing uit te laten reageren.

Na een aantal uren meten liet de meting in IP-Coach vreemde resultaten zien dat als conclusie kon worden opgevat. Het Voltage, waaruit werd verwacht dat deze omhoog zou gaan, ging na enkele uren langzaam maar zeker weer omlaag. Hier is er bevestigd dat de zout oplossing is uitgereageerd en alle chloride is omgezet in Chloorgas. In totaal heeft de meting 2.05 uur geduurd voordat het experiment geslaagd was.

35

5.0

Experiment 4 – Verschillende Kookpunten

36

5.1

Onderzoeksvraag

Als gedestilleerd water kookt is het exact 100˚C. In gewoon kraanwater is de zoutconcentratie laag maar niet nul.

opnieuw gezien als variabele in dit experiment. Door de temperatuur van de concentratie te verhogen gaan de H2O moleculen in het water sneller bewegen. Zou dit invloed kunnen hebben op de geleiding de concentratie zout die de oplossing heeft?

Maar wat zou er gebeuren met het kookpunt als de zoutconcentratie word vergroot? De concentratie zout wordt nu

Onderzoeksvraag: Wat is het kookpunt van zout en de stroomsterkte op dat punt?

5.2

Hypothese

De verwachting uit dit experiment is dat de temperatuur zal stijgen om het kookpunt te bepalen naar mate de zoutoplossing een hogere concentratie heeft. Dit komt doordat de dichtheid groter word naar mate de concentratie toe neemt. Met een grote dichtheid kost het meer energie om iets om te laten zetten in gassen.

Er moet een soort verband komen tussen de concentratie zout en de temperatuur van het kookpunt bij deze concentratie. De concentratie neemt toe en de dichtheid dan ook. En een hogere dichtheid zorgt voor een hoger kookpunt. Hoe hoger de concentratie zout, hoe hoger de temperatuur van het kookpunt ligt.

37

5.3

Uitvoering

Er is gekozen voor een gasbrander om de temperatuur te verhogen doordat deze geleidelijk verwarmt van enkele honderden graden Celsius. Er kon eventueel ook nog gekozen worden voor een “hotplate” maar deze bereikt de 100˚ C niet. Zo kon er zelf geen gedestilleerd water gekookt worden. Nodig: - Gedestilleerd water - 2 maal Koolstof elektroden - Spanningskastje - Gasbrander - Roerstaafje - Bekerglas - Bekabeling Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal Koolstof elektroden. Spanningskastje Een computer met IP-Coach Roerstaafje Bekerglas Bekabeling 2 maal een Statief Krokodillenbekjes Zout Weegschaal Spanningsmeter Stroommeter Gasbrander

-

Zout Weegschaal 2 maal statief IP-Coach Spanningsmeter Stroommeter Krokodillenbekjes

Functie: Om met een schone basis te starten Voor de geleiding van stroom in het water. Als spanningsbron om de meting mee uit te voeren. Uitlezen en opsommen van gemeten resultaten. Om het zout op te lossen. Om het experiment uit te voeren Voor het aansluiten van alle componenten. Om de koolstofstaven te bevestigen Hieraan kunnen de koolstof staven bevestigd worden. Om in het gedestilleerde water op te lossen Om de gewenste hoeveelheid zout af te wegen. Om de spanning om de ingestelde spanning te bevestigen. Voor het uitlezen van de stroomsterkte. Om de temperatuur omhoog te brengen.

38

5.4

Opstelling:


39

5.5

Het Experiment

Ter voorbereiding op dit experiment is het nodig om een oplossing zout te creëren. Het experiment bestaat uit zes verschillende onderzoeken. In ieder onderzoek wordt het kookpunt van de desbetreffende concentratie zout bepaald. In één van de zes onderdelen word de concentratie verwarmd en gewacht totdat het water zijn kookpunt heeft bereikt. Bij het bereiken van het kookpunt wordt er waargenomen dat er bubbels ontstaan in de oplossing en er zich gas vormt. Dit is het einde van het eerste onderdeel van het gehele experiment.

Instellingen: Spanningskastje Gasbrander Massa Zout Gedestilleerd water Temperatuur IP-Coach meting Contactafstand Elektroden afstand

-

4.5 Volt AC Blauwe ruis Variabel 200ml Variabel Temperatuurweergave 6 cm 4 cm

Door steeds dezelfde handelingen uit te voeren bij de overige vijf de onderdelen komen er uiteindelijk verschillende resultaten. Hieruit kunnen de verschillende kookpunten worden afgelezen.

40

5.6

Resultaten:

Kookpunt zouten concentratie ( g ) 0 2 4 6 8 10

Kookpunt ( 'C ) 100 101,2 101,8 102,5 103 103,6

Figuur 15 - Resultaten in Tabel

Temperatuur ( 'C )

Kookpunt 104 103,5 103 102,5 102 101,5 101 100,5 100 99,5

103,6 103 102,5 101,8 101,2

100 0

2

4

6 Concentratie (g)

Figuur 16 - Grafiek

41

8

10

12

5.7

Conclusie

Met deze metingen zijn verschillende kookpunten van water met een bepaalde zoutconcentratie in kaart gebracht. Door de resultaten te vergelijken valt er te concluderen dat er een verband aanwezig is tussen de concentratie zout en het kookpunt van de oplossing. Dit voldoet aan de hypothese omdat verwacht werd dat het kookpunt omhoog zou gaan bij een toenemende concentratie. Een meespelende factor zou eventueel nog de dichtheid kunnen zijn die toeneemt bij een grotere concentratie. Eveneens zal de elektrische geleiding bij een hogere temperatuur toenemen. De temperaturen zijn gemeten de bijbehorende thermometer van Coachlab, de verwerkingsconsole van IP-Coach. Deze temperaturen kunnen enigszins afwijken omdat de temperatuursensor een nauwkeurig bereik heeft tot maximaal 100° C. De metingen zijn dus niet exact maar kunnen beschouwd worden als redelijk betrouwbaar omdat er geen extreme temperatuursverschillen zijn waargenomen. Hieruit is dan ook veilig de conclusie uit getrokken.

42

6.0

Experiment 5 - Smeltpunt

43

6.1

Onderzoeksvraag

Nu er in de vorige opdracht is gekeken naar de temperatuur van de kookpunten van verschillende concentraties zout. Word er nu gekeken naar de verschillen die er ontstaan tussen het vriespunt van verschillende concentratie zout. Niet alleen het kookpunt maar ook het vriespunt heeft namelijk ook te maken met de geleiding van een concentratie zout in een oplossing. Onderzoeksvraag: Wat is het de temperatuur van het vriespunt van verschillende concentraties zout?

6.2

Hypothese:

In principe zou dit precies het zelfde moeten gaan als het bepalen van het kookpunt bij de verschillende concentratie. Waarbij de temperatuur steeds hoger komt om het kookpunt te bepalen zal bij ijsvorming de temperatuur steeds lager moeten worden. Dit komt opnieuw door de dichtheid die de oplossing heeft. Met een hoge concentratie zout heeft de oplossing een grote dichtheid. Een oplossing met een hoge concentratie is moeilijker te verwarmen tot een bepaald kookpunt en ook moeilijker om koelen tot een bepaald kookpunt. Er is meer energie voor nodig. Als de oplossing in een vaste vorm verkeerd doordat het een zeer lage temperatuur bezit kan er geen stroom lopen door de oplossing en de elektroden. Elektronen kunnen niet bewegen in een vast stof of gas. Als de stof gesmolten word, doordat het terug keert naar een gewone normale temperatuur, zal de stroomsterkte toenemen. Dit gebeurd naar mate de ijsklomp steeds meer veranderd in de vloeibare oplossing die het in het begin was. Als er stroom begint te lopen zal het ijs dus een beetje gesmolten moeten zijn. Dit word in dit experiment gezien als het vriespunt van de concentratie zout in het gedestilleerde water.

44

6.3

Uitvoering

Er is gekozen voor een extra spanningsmeter. Met het programma IPCoach word het Voltage gemeten en de temperatuur. Maar voor bevestiging van het Voltage is er een extra spanningsmeter in serie geplaatst in de stroomkring. Dit is gedaan doordat de Spanning belangrijk is voor het meten van de stroomsterkte. Er word een meetversterker gebruik omdat er slechts een minimale spanning gemeten zal worden tijdens het experiment. Deze versterker vergroot de spanning met 200x. Nodig: -Gedestilleerd water -2 maal Koolstofelektroden -Spanningkastje -Een computerprogramma met IP-Coach -Roerstaafje -Bekerglas -Een vriezer Benodigdheden: Gedestilleerd water 2 maal Koolstof elektroden. Spanningskastje Een computer met IP-Coach Roerstaafje Bekerglas Bekabeling 2 maal een Statief Krokodillenbekjes Zout Weegschaal Stroommeter Ohmse weerstand Een vriezer Meetversterker

-2 maal Statief -Zout -Weegschaal -Stroommeter -Bekabeling -Ohmse weerstand -Meetversterker

Functie: Om met een schone basis te starten Voor de geleiding van stroom in het water. Als spanningsbron om de meting mee uit te voeren. Uitlezen en opsommen van gemeten resultaten. Om het zout op te lossen. Om het experiment uit te voeren Voor het aansluiten van alle componenten. Om de koolstofstaven te bevestigen Hieraan kunnen de koolstof staven bevestigd worden. Om in het gedestilleerde water op te lossen Om de gewenste hoeveelheid zout af te wegen. Voor het uitlezen van de stroomsterkte. Om de spanning over te meten die de computer kan registreren. Om de oplossing in te laten vriezen. Om grotere uitslagen te krijgen tijdens het meten.

45

6.4 Opstelling:


46

6.5

Het Experiment

Het vriespunt van een oplossing is moeilijk te bepalen doordat de oplossing geleidelijk veranderd in ijskristallen. Er is geen vast punt waarop de oplossing in één keer bevroren is. Hierdoor is er gekozen om als voorbereiding eerst een oplossing in vaste toestand te laten verkeren en tijdens het onderzoek het punt te bepalen waar het ijs in zijn geheel gesmolten is. Dit punt is te bepalen door de stroomsterkte tussen de elektroden naar mate de temperatuur van het ijs stijgt en het ijs veranderd van een vaste naar een vloeibare toestand. Om hier meetresultaten uit te kunnen krijgen moet er eerst een aantal verschillende oplossingen gevormd worden die in een vriezer in een vaste toestand worden gebracht. Er is gekozen voor 6 verschillende concentraties zout. Er vormen zich dan ook 6 metingen die uitgevoerd moeten worden. In IP-Coach moet er een grote tijdsduur worden gekozen doordat de verandering van toestand lang kan duren. Ook word er met IP-Coach de spanning gemeten tussen de twee elektroden. Door het meten van de spanning en de Ohmse weerstand kan er berekend worden hoeveel stroom er loopt door de oplossing op een bepaald tijdstip met de formule. I=U/R Instellingen: Spanningskastje IP-Coach Gedestilleerd water Zout Temperatuur Contactafstand Elektroden afstand Versterker

- 4,5 Volt DC - Grafiek met een Voltmeting en Temperatuurweergave. - 200ml - Variabel - Variabel - 6 cm - 4 cm - 200x

Het experiment is beëindigd als de oplossing volledig is omgezet van de vast fase naar de vloeibare fase. Het ijs is volledig gesmolten. 47

6.6 Resultaten Hier zijn de resultaten van beide experimenten gegeven. In beide oplossingen was 2 gram zout opgelost. De eerste afbeelding (figuur 18) is een meting zonder meetversterker en daarom valt er niets te concluderen wat betreft de spanning. Deze is zodanig klein dat hier geen conclusie uit gehaald kan worden. De meting geeft wel een duidelijk beeld van het smelt traject.

Figuur 18 - Grafiek experiment 1 Het onderstaande figuur weergeeft een vrij raar verloop van zowel de spanning als de temperatuur. Hierbij is een meetversterker gebruikt. Vooraf gaand aan de grafiek was de spanning „nul‟ omdat de stroom niet geleid door ijs.

Figuur 19 - Grafiek experiment 2 48

6.7

conclusie

Na het onderzoek is er geprobeerd een conclusie uit de meetresultaten te trekken. Het onderzoek is niet helemaal verlopen zoals het in de hypothese werd verwacht.

Door gebrek aan de verwachte onderzoeksresultaten is er na twee metingen, met dezelfde concentratie zout, gestopt met de uitvoering van het experiment.

In het eerste en tweede grafiek van de meting is er gemeten met een concentratie van 2 gram zout. In grafiek één is een geleidelijke stijging van de temperatuur waar te nemen. Maar in deze grafiek is het Voltage niet goed te zien. Dit komt doordat de versterker nog niet aanwezig was in de schakeling en de spanning dus zodanig zo klein was dat dit met IP-Coach bijna niet te meten viel. In grafiek twee is er goed te zien dat er een versterker is geplaatst in de schakeling. Maar hier is te zien dat de spanning niet toe neemt naar mate de temperatuur stijgt. Dit zal de stroomsterkte niet doen toenemen zoals verwacht werd in de hypothese. De laatste 1,5 uur van de meting in grafiek 2 loopt de lijn van de spanning zoals het verwacht word in de hypothese. Maar de meting heeft de eerste 1,5 uur een rare uitkomst. Dit moet te verklaren zijn want de resultaten komen niet zomaar uit het niets. Eventuele verklaringen: Het meetgebied is door de versterker uitgerekt maar blijft dezelfde resolutie hebben. Dit maakt de meting onnauwkeuriger en een kleine afwijking word groot gemaakt door de versterker De oplossing zou een andere dichtheid kunnen krijgen naar mate de temperatuur toe neemt. Doordat de oplossing eerst in een vaste toestand keert en er een spanning op word gezet. Word het apparatuur wat gebruikt word belast door de spanning. Dit zou een gevolg kunnen zijn van de knik die zich bevind in de rode lijn van de spanning. Het smelten van ijs begint aan de randen van het bekerglas. Als er een stroom gaat lopen door de vloeibare oplossing legt het een afstand af die om het nog bevroren blok oplossing gaat. Dit is een word gezien als een soort omweg. Als de oplossing zich in de vloeibare fase bevind neemt het de snelste weg. Hier worden de afstanden van de elektroden tegenover elkaar dus variabel. 49

7.0 7.6

Afsluiting Waarnemingen

Tijdens het uitvoeren van de experimenten zijn verschillende verschijnselen waargenomen. Welke (soms) meebeslissend waren voor de conclusie. Oriënterende Opdracht  Verschillende afwijkingen bij de temperatuursensoren.  Gasvorming door verdamping van de oplossing.  Condens door het temperatuurverschil tussen het ijs en de omgeving. Experiment 1 – Verschillende Concentraties    

Gasvorming bij elektrolyse. Geur van chloor bij elektrolyse. Bruisen van de oplossing bij de elektroden. Oplossen van koolstof elektroden bij langere duur.

Experiment 2 – Variabele afstand    


Experiment 3 – Chloorgas    


Experiment 4 – Kookpunt    


Experiment 5 – Smeltpunt    

Gasvorming bij elektrolyse. Geur van chloor bij elektrolyse. Bruisen van de oplossing bij de elektroden. Oplossen van koolstof elektroden bij langere duur. 50

7.2

Eind Conclusie

Na veel nadenken en uitgebreid onderzoek, volgt uiteindelijk de conclusie over de geleiding van zout. De geleiding van zout kan afhankelijk zijn van een aantal verschillende eigenschappen. In dit verslag zijn er een aantal eigenschappen gebruik om een resultaat te waarnemen. Uit deze resultaten werd geconcludeerd dat:  De concentratie van het zout in een oplossing invloed heeft op de geleiding door de oplossing.  De afstand die er in de zoutoplossing moet worden afgelegd door de stroom invloed heeft op de geleiding.  De geleiding van het zout in een oplossing toeneemt naarmate de temperatuur hoger is en de oplossing het kookpunt bereikt.  Er vrijwel geen stroom loopt als een zoutoplossing zich een vaste fase bevind.

Bij een ontdekking van een reactie bij het meten van de verschillende eigenschappen van zout. Is de tijdsduur van de reactie ook gemeten.  De tijdsduur van het elektrolyseren van een zoutoplossing doet de geleiding naar beneden gaan. De geleiding hangt dus af van onder andere de volgende eigenschappen:    

Temperatuur Afstand Concentratie En de tijdsduur van de reactie

Maar in werkelijkheid hebben er nog veel meer eigenschappen te maken met de geleiding van zout. ▪

51

7.3

Bronnen

Voor het maken van dit verslag en het uitvoeren van de experimenten zijn verschillende soorten bronnen geraadpleegd. Veel informatie kon van het internet gehaald worden. Maar vaak moest er ook zelf onderzoek gepleegd worden of viel er informatie te halen bij docenten en andere personen. Internet: http://www.wikipedia.nl http://www.encyclopedoe.nl http://www.thuisexperimenteren.nl http://www.fom.nl http://users.fulladsl.be/spb2622/ http://w3.tue.nl/ Personen: Dhr. G. Broers Dhr. G. Rus Dhr. R. Veenstra

7.4

Dank

Wij willen de heer G. Broers in het speciaal bedanken. Hij is een geweldige hulp voor ons geweest en heeft geholpen bij alle „grotere‟ experimenten. Maar ook is hij een goede raadgever geweest bij het vormen van opstellingen en conclusies. Onze dank gaat uit naar de heer G. Rus voor het verstrekken van de nodige informatie en hulp bij scheikundige (reken) problemen. Als laatst willen we de heer F. Weggelaar bedanken voor het keurig afdrukken van dit enorme verslag.

52

7.5

Gebruikte Software

Voor het meten van resultaten en het opzoeken/uitwerken van gegevens zijn verschillende computerprogramma‟s gebruikt. Hier is een overzicht van gemaakt. Microsoft Word XP Microsoft Word 2003 Microsoft Word 2007 Microsoft Excel XP Microsoft Excel 2003 Microsoft Excel 2007 Microsoft Visio 2002 Microsoft Visio 2007 Microsoft Internet Explorer 7.0 Mozilla Firefox 2.0 Microsoft Kladblok Adobe Photoshop CS2 Adobe Photoshop CS3 Adobe Indesign CS2 CMA IP-Coach 4.5

53

7.6

Logboek (1/2)

Tijdens het uitvoeren van deze praktische opdracht is een logboek bijgehouden met het aantal werkuren exact ingevuld. Ook andere informatie zoals de uitvoering en de datum zijn weergeven.

Daniëlle Datum 13-3-2007 14-3-2007 17-3-2007 17-3-2007 20-3-2007 21-3-2007 27-3-2007 28-3-2007 30-3-2007 30-3-2007 3-4-2007 4-4-2007 6-4-2007 10-4-2007 11-4-2007 12-4-2007 13-4-2007 13-4-2007 15-4-2007 15-4-2007 16-4-2007 16-4-2007 17-4-2007 17-4-2007 17-4-2007

starttijd tijdsduur (uur) 8:45 0,75 10:15 1,5 12:05 0,75 8:45 0,75 10:15 0,75 8:00 1,5 10:15 2 8:00 0,75 12:05 0,75 8:00 3 10:15 1,5 12:05 0,75 8:00 2,25 8:00 1,5 14:45 0,75 12:05 1,5 12:05 0,75 15:00 3 13:00 6 20:00 3 14:00 1,5 16:00 7 8:45 1,5 13:30 1 20:00 3 Totaal: 47,5

54

uitvoering voorbereiding voorbereiding + opstellen orientatie experiment opstelling schema's opstellen experiment 1 experiment 1 experiment 1 experiment 2 experiment 2,3 experiment 3 experiment 3,4 experiment 5,6 experiment 6 experiment 6 experiment 6 verwerking verwerking uitwerking uitwerking uitwerking uitwerking aanpassen uitwerken + opmaken uitwerken + opmaken

7.6

Logboek (2/2)

Leon Datum 13-3-2007 14-3-2007 17-3-2007 17-3-2007 27-3-2007 28-3-2007 30-3-2007 30-3-2007 3-4-2007 4-4-2007 6-4-2007 10-4-2007 11-4-2007 12-4-2007 13-4-2007 13-4-2007 14-4-2007 15-4-2007 15-4-2007 16-4-2007 16-4-2007 17-4-2007 17-4-2007 17-4-2007 18-4-2007

starttijd tijdsduur (uur) 8:45 0,75 10:15 1,5 12:05 0,75 8:45 0,75 10:15 2 8:00 0,75 12:05 0,75 8:00 3 10:15 1,5 12:05 0,75 8:00 2,25 8:00 1,5 14:45 0,75 12:05 1,5 12:05 0,75 15:00 3 16:00 2 13:00 6 20:00 3 14:00 1,5 16:00 7 8:45 1,5 13:30 3 20:00 3 10:00 5 Totaal: 54,25

uitvoering voorbereiding voorbereiding + opstellen orientatie experiment opstelling experiment 1 experiment 1 experiment 2 experiment 2,3 experiment 3 experiment 3,4 experiment 5,6 experiment 6 experiment 6 experiment 6 verwerking verwerking Opmaak uitwerking uitwerking uitwerking uitwerking aanpassen uitwerken + opmaken uitwerken + opmaken opmaken

7.7 Problemen 30/03/2007 10/04/2007 11/04/2007 12/04/2007 18/04/2007

– – – – –

Experiment 3 – Experiment begonnen zonder voorbereiding Experiment 6 – Problemen met opstelling. Experiment 6 – Zonder meetversterker, geen resultaat. Experiment 6 – Vreemde resultaten door invloed omgeving. Opmaken – Probleem met exporteren bestanden.

55

Page intentionally left blank

56

Praktische Opdracht Natuurkunde. Zout Water. Daniëlle Roodenburg Leon Weggelaar. H4E Natuurkunde

Recommend Documents