Oversigt over forsøg

Syre og Base

Forsøg #16 - Syre og Base i Hverdagen
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2014/11/16-maling-af-ph-vrdier.html

Forsøg #17 - Vi Fjerne Hydrogen fra En Syre
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2014/12/forsg-14-vi-fjerner-hydrogen-fra-en-syre.html

Forsøg #18 - Calcium
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2015/01/calcium.html

Forsøg #19 - Neutralisation
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2015/01/19-neutralisation.html

Metaller

Forsøg #20 - Vi Undersøger Metaller
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2015/02/forsg-21-vi-undersger-nogle-metaller.html

Forsøg #21 - Spændingsrækken
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2015/03/22-spndingsrkken.html

Forsøg #22 - Metaller i Opløsning
http://samogsignesfysikblog.blogspot.dk/2015/03/23-metaller-i-oplsning.html

#18 Calcium

Formål: i dette forsøg skulle vi lave kalkvand ved at tilsætte calcium til vand.

Forsøgsdesign: vi benyttede os af

-2 reagensglas

-tragt

-filtrerpapir

-et lige glasrør

-indikator

-en spatelfuld calcium
-indikator-papir

Først hældte vi en 1/3 vand op i et reagensglas, og kom derefter et stykke calcium Op i glasset. med noget friskt cacium ville man kunne lægge en glasplade på reagensglasset og antænde den gas, som samles under pladen. Det kunne vi desværre ikke, for det calcium som vi havde var ikke friskt nok.
Efter noget tid var calcium-stykket blevet opløst. Derefter filtrerede vi væsken op i et rent reagensglas, og målte ph-værdien af den.

Ph-papiret blev blåt, hvilket betød at vores væske var blevet basisk. Derefter pustede vi på væsken, hvilket gjorde den uklar.

Resultat: Vi havde skabt kalkvand, en basisk væske med formlen Ca(OH)2 ved at putte et basisk metal ned i vand (som er neutralt).

Konklusion: Siden vand er neutralt, kan man gøre det til enten en sur eller basisk. Derfor kunne vi gøre væsken basisk ved at tilføje calcium.

#22 Metaller i opløsning

Formål: At undersøge hvordan kobber reagerer når placeret i sølvnitrat og hvordan jern reagerer i opløst kobbersulfat.  

Vi brugte:

- Kobbertråd
- Jernsøm
- Demineraliseret vand
- Minireagensglas
- Klemme
- Kobbersulfat (CuSo4)
- Sølvnitrat (AgNO3)
- Stativ
- Bægerglas

Forsøgsdesign:

1. Forsøg:
Vi fastsatte minireagensglasset til stativet, ved hjælp af klemmen. Vi hældte sølvnitrat op i minireagensglasset, og tilsatte kobbertråden. Vi ventede i et par minutter før der begyndte at danne et lag af sølv rundt om kobbertråden.
Reaktionen der skete var således: AgNO3 + Cu -> Ag + CuNO3

2. Forsøg:
Vi hældte kobbersulfat i bægerglasset og anbragte jernsømmet på hovedet i glasset, sådan så det kunne stå selv. Igen, ventede vi nogle minutter. Da vi tog jernsømmet op af bægerglasset var der dannet et lag kobber omkring jersømmet.
Reaktionen der skete var således: CuSO4 + Fe -> Cu + FeSO4

Konklusion: Det mest ædle metal i spændingsrækken vil altid blive tilbage i en opløsning af metal.

#21 Spændingsrækken

Formålet: At påbevise spændingsrækkens rækkefølge, og vise hvilke metaller der kan afgive elektroner mest effektivt.

Vi benyttede;
- Kobberplade
- Zinkplade
- Jernplade
- Blyplade
- Aluminiumplade
- Volmeter
- 2 ledninger
- 2 krokodillenæb
- Elementglas
- Sandpapir

Forsøgsdesign:
Vi startede med at hælde vand i elementglasset og tilsatte salt i vandet, så det bliver en elektrolyte. Først rensede vi kobberpladen med sandpapir og derefter placerede vi kobberpladen i vandet og satte krokodillenæbet fast til kobberpladen, hvorefter vi koblede den røde ledning til volmeteret.

1. Zn
Vi startede med at teste zink. Vi satte det andet krokodillenæb fast til zinkpladen og satte den til volmeteret. Zink har spændingsforskellen 0,8 V i forhold til kobber.

2. Fe
Det næste materiale vi testede var jern. Vi gjorde det samme med jern som vi gjorde med zink. (Fastsatte krokodillenæbet, samt ledningen, og satte det til volmeteret). Jerns spændingsforskel i forhold til kobber er 0,2 V.

3. Pb
Bly var det tredje materiale. Samme procedure som de to overstående materialer. Blys spændingsforskel fra kobber er 0,3 V.

4. Al
Det sidste metal vi testede var aluminium. Vi rensede aluminiumpladen og koblede den til volmeteret. Aluminim har spændingsforskellen 0,6 V i forhold til kobber.

OBS! Alle spændinger af de metaller vi testede var positive.

Konklusion: Alle metaller har en plads i spændingsrækken, og det betyder at alle metaller kan afgive elektroner. Derfor kan alle metaller "eroderes" af et andet metal, som er længere til højre i spændingsrækken.  

#19 Neutralisation

Formålet:
At neutralisere både en syre (HCl) og en base (NaOH), og at kunne aflæse det ved hjælp af BTB-indikator. Derefter at dampe vandet fra salten.

Vi benyttede: 

- 1 cylinderglas

- 2 plastsprøjter, 10 ml.

- 1 glaspatel

- 1 porcelænskål

- pH papir

- Trefod + keramiknet

- Gasbrænder

- Tændstikker

- Saltsyre (HCl) 4 Molær

- Natrium hydroxid (NaOH) 2 Molær

- BTB-Indikator

Forsøgsdesign:
Vi hældte basen op i et cylinderglas, hvorefter vi tilsatte BTB-indikator. Basen blev en klar blå farve. 

Derefter sugede vi ca. 10 ml saltsyre op i en sprøjte og tilsatte 1 ml syre til basen, ad gangen. Vi rørte rundt i cylinderglasset i mens vi tilsatte resten syren.
 

Vi fortsatte indtil at væsken blev grøn, så vi kunne se at væsken var blevet neutral. 

Da der ikke var noget kulpulver tilgængeligt, fjernede vi ikke BTB-indikatoren.
Vi kontrollerede derefter væskens pH-værdi endnu en gang ved at afsætte en dråbe på et stykke indikator-papir. Farven blev en mudret grøn, hvilket indikerer en pH-værdi på 7.

Vi hældte noget af væsken over i en porcelænsskål, som vi derefter placerede på et trefod med keramiknet, over en gasbrænder, for at dampe vandet væk, sådan så vi ville ende med salt. (NaCl, i dette tilfælde siden vi brugte NaOH som vores base). Eftersom vi ikke fjernede BTB-indikatoren var vores salt stadig i en grøn/blå farve.


Konklusion:
Ved dette forsøg kan vi konstaterer at når man blander en syre og en base sammen, neutraliserer de hinanden, og efterlader vand og salt.

Forsøg #20 Vi undersøger nogle metaller (tre forsøg i en)

Formål: At finde egenskaber ved forskellige metaller som kendetegner dem. Dette her er tre forsøg i et, hvor alle forsøgene prøver at bevise forskellige egenskaber, som metallerne har.

Forsøgsdesign:

I disse forsøg brugte vi:

Sandpapir

Strømforsyning

2 ledninger

2 næb

Bunsenbrænder

Trefod

Porcelænskål

Aluminium (Al), bly (Pb), jern (Ne), kobber (Cu), messing (Kobber-zink legering), plastik, nylon, glas, gummi.

Forsøg 1:

Vi skulle undersøge metallers metalglans. Vi tog alle de materialer vi havde (som nævnt tidligere) og rensede dem med sandpapir.

Alle de materialestænger som var metal, fik deres matte overflade kradset af, og deres overflade blev helt blank. Det kalder man for metalglans. De materialer, der havde metalglans var: messing, bly, jern, aluminium og kobber. Metallerne havde også forskellige egenskaber, som aluminium der var meget let, eller bly som ment kunne bøjes.

Forsøg 2: 

Her skulle vi se hvilke af de materialer vi havde kunne være en god elektrisk leder. Vi brugte to "næb", og  forbandt hvert materiale til vores strømforsyning, en efter en.

Det viste sig at ikke alle metaller er gode strømledere.

Resultat:

                                                       Gode strømledere:                      Dårlige strømledere:

Messing	X
Jern	X
Bly	X
Plastik/Nylon		X
Glas		X
Aluminium		X
Kobber	X
Gummi		X

Forsøg 3:

Her skulle vi se hvilke af vores materialer der var gode varmeledere. Vi satte en porcelænskål med vand op på en trefod, og derefter satte vi en bundsenbrænder ind under trefoden. Så satte vi på skift den ene ende af vores stænger ned i det kogende vand i 1 minut og 30 sekunder, mens vi holdt på den anden ende af stængerne. Hvis vi ikke kunne holde på stangen efter 1 minut og 30 sekunder var gået, havde vi bevidst at det var en god varmeleder. Hvis vi godt kunne holde fast på stangen efter 1 minut og 30 sekunder, var det en dårlig varmeleder.

Resultat:
                                                       Gode varmeledere:                     Dårlige varmeledere:

Messing	X
Jern	X
Bly	X
Plastik/nylon		X
Glas		X
Aluminium	X
Kobber	X
Gummi		X

Konklusion: Dette forsøg har lært os at metaller har mange brugbare egenskaber som helhed, men de forskellige metaller har også individuelle egenskaber. Nogle metaller er bedre til at lede elektricitet end andre (det kan man se i vores forsøg om spændingsrækken), nogle metaller er bedre varmeledere og nogle metaller er mere faste, tungere og stærkere end andre. 

Forsøg #15 Op-transformering og ned-transformering (transformation og el-transport, 2. forsøgsgang)

Formål: Vi skulle undersøge hvordan vi kunne transformere spændingen i en ledning op, så vi kunne transportere elektricitet hen til en "forbruger", der er langt væk fra kraftværket.

Design:
Vi tog en pære forbandt den til strømforsyningen. Derefter satte vi 2 1600-vindingsspoler på pæren, for at symbolisere de "lange ledninger". Så lavede vi to transformere ved at sætte 2 spoler på en jernkerne (en med 200 vindinger og en med 1600 vindinger), og satte en på hver side af vores "lange ledninger". Så satte vi endnu en pære på enden.

Resultat: som man kan se, får man pæren til at lyse, selvom det ikke er lige så kraftigt som den anden pære.

Konklusion:

Hvis man optransformere spændingen (som forklaret i forrige forsøgsindlæg), kan man transportere strøm hen over utroligt lange afstande, uden det store tab af strøm. Dette forsøg kan sammenlignes med et kraftværk, der prøver at få strøm ud til forbrugererne som ligger langt væk fra kraftværket. Man bliver nødt til at optransformere spændingen for at den kan rejse lange afstande, og man bliver nødt til at nedtransformere det, fordi ellers ville der stå strøm gennem luften i forbrugerens hus.

Forsøg #17 - Vi fjerner hydrogen fra en syre (kemi - syrer, baser og salte, 2. forsøgsgang)

Formål: At fjerne hydrogen fra saltsyre ved at lade det reagere med magnesium.

Forsøgsdesign: 

 

  <- Det var, hvad der lå tilbage, efter at vi havde fået alt vandet til at fordampe. Det gjorde vi for at påvise, at vi endte ud med en salt.

Materialeliste:

• 100 ml måleglas
• regensglas
• reagensglas-stativ
• tragt
• glasplade
• porcelænsskål
• glasspatel
• trefod
• keramiknet
• gasbrænder
• tændstikker
• filtrér-papir
• indikatorpapir
• fortyndet saltsyre HCl, 4 M
• 50 cm magnesiumstrimmel
• køkkenruller

Resultat:

Vi startede med, at måle 10 ml saltsyre op og hælde det i et reagensglas. Så brækkede vi ca. 10 cm magnesium-strimmel af, vi foldede det sammen og kom det i saltsyren. Så lagde vi en glasplade løst over regensglasset. Indimellem løftede vi for glaspladen og antændte den dannede luftart. Det gjorde vi for at påvise, at luftarten var hydrogen, og at vi derved havde fjernet den fra syren. Da magnesiumstykket var opløst, hældte vi opløsningen over i en porcelænsskål. Vi brækkede derefter resten af magnesiumstykket og kom ned i skålen (for at processen gik hurtigere). 

Vi testede flere gange under forsøget pH-værdien. Væsken blev mindre og mindre syrlig under processen med at fjerne hydrogenen (da det er syren) og til sidst var det en neutral væske. Efter vi havde filtreret magnesiumstykkerne ud, kom vi syren op i porcelænskålen igen. Vi varmede derefter den neutrale syre op, så al væsken fordampede og kun salt var tilbage.

Konklusion: 
Vi kom frem til, at når et metal og en syre reagerer med hinanden, bliver der dannet salt.

2HCl + Mg -> H₂ + MgCl_{2 ( - dette er den kemiske formel på det salt vi endte ud med)
(syre    +  metal -> hydrogen + salt)}

forsøg #12: indflydelse på induceret spænding (induktion og generatoren, 2. forsøgsgang)

Formål: Undersøge hvilke faktorer der har indflydelse på den inducerede spænding, og hvad man skal gøre for at dokumentere disse resultater så præcist så muligt.

Forsøgsdesign:
Til forsøget brugte vi følgende:
-4 ledninger
-1 spole med 200 vindinger
-1 spole med 400 vindinger
-2 spoler med 1600 vindinger
-1 galvanometerindstats
-1 stangmagnet



Vi startede med at forbinde alle spolerne i en opstilling som set på billedet oven over. Så satte vi galvanometeret ned i den ene spole med 1600 vindinger.

Først skulle vi måle udslaget fra galvanometeret når man bevægede magneten med samme hastighed gennem hver spole. Vi fik et udslag på lidt mindre end 1 på galvanometeret fra spolen med 200 vindinger. Ca. 2 fra spolen med 400 vindinger, og det maximale fra spolen med 1600 vindinger (ca. 5).

Efter det skulle vi teste om magnetens hastighed i spolen havde nogen effekt. Det gav et lidt større udslag, men dette forsøg er ikke optimalt til at vise det. Det forrige forsøg ville være bedre til at demonstrere denne effekt.

Vi tjekkede også om magnetfeltstyrke havde nogen indflydelse på udslaget fra galvanometeret. Dvs. vi brugte 2 magneter istedet for 1. (Vi vendte  magneterne nordpol mod nordpol)

Resultat: Det har en klar indflydelse på magnetfeltet at bruge to magneter i stedet for en.

Konklussion: fart, spænding og vindingstal har en klar indflydelse på den inducerede spænding, og hvor hurtigt strømmen bliver genereret. man skal også huske kun at ændre en ting ad gangen når man tester hvad der kunne have indflydelse på spændingen, ellers ved man ikke hvad der har haft indflydelse på den.

  

Forsøg #13 - generator vekselspændingskurve (induction og generatoren, 3. forsøgsgang)

Formål:

At lave en generator der generer strøm, og analysere vekselspændingskurven.

Forsøgsdesign:

Opstillingen er den som på billedet over. De tre hovedelementer i dette forsøg er henholdsvis en magnet, en spole, og en jernkerne. Der skulle kobles en strømforsyning/motor til magneten, så den drejede rundt hele tiden. Så blev spolen sat på jernkernen, og placeret som set på billedet.

Så kunne vi analysere vekseldpændningskurven, og se den maximale spænding i vores generator.

Som man kan se er dette billede zoomet utrolig meget ind. Det er fordi vekselstrømmen hele tiden skifter retning, og går som en bølge hele vejen.

Resultat:

Vi har målt hvad spændingen i vores generator er, 

X-aksen= tid i sekunder:
Y-akse= spænding (V)

Amplituden: Amplituden er afstanden fra 0 til det højeste spændingpunkt. Det kan ses på den gule pil på spændingskurven oven over. Amplituden er 0,4V

Periodetid: En periode er når magneten er løbet en hel gang rundt. Det vises på spændingskurven ved den røde streg. Periodetiden er 0,05 sek.

Maximale spænding: Den maximale spænding er det punktet med den højeste spændingsværdi. Det er det punkt som den gule pil peger på.

Effektive spænding: Den effektive spænding er den spænding som man kan bruge. det er det spændingstal som man får på et voltmeter.

Udregning af den effektive spænding: Maksimal spænding ÷ √2 = effektiv spænding
Vores resultat: 0,4 ÷ √2 =0,2V

Voltmeteret i vores opstilling viste 0,1V. Det kan være fordi det er så små tal vi regner med, at man ikke kan få et præcist et.

Frekvens: Frekvensen er antal perioder pr. sekund. det måles i hertz.
Udregning af frekvens: 1 ÷ periodetid i sek.
Vores resultat: 1 ÷ 0,05 = 20 Hz
Dvs. 20 perioder pr. sek. 

#16 Måling af pH-værdier

Formål: Vi skulle undersøge normale hverdagsstoffers pH-værdi og finde ud af, om de var enten syrlige, basiske eller neutrale

Forsøgsdesign: 

Vi skulle teste følgende produkter:

- Sukker

- Eddike

- Opvaske sæbe

- Olie

- Salt

- Opvaske tablet

- Kalkvand, mættet

- Svovlsyre

Vi skulle som sagt undersøge stofferne fra hverdagens pH-værdi. Det gjorde vi ved at, dyppe en glasspatel ned i væsken (hvis stoffet var fast, opløste vi det først i noget vand), og så lade en lille del af væsken dryppe ned på et lille stykke pH-papir. pH-papir skifter nemlig farve udfra stoffets pH-værdi, som man kan, udfra farven den skifter til, aflæse pH-værdien. 

Resultat:

	Sur	Sur	Sur	Sur	Sur	Neutral	Neutral	Basisk	Basisk	Basisk
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Eddike				x
Olie					x
Opvaskemiddel						x
Opvasketablet										x
Salt							x
Natriumhydroxid											x
Saltsyre	x

Som I kan se i skemaet ovenfor, er det hovedsageligt madvarene der er syrlige og opvaskemidlerne, der er basiske. 

Jeg blev mest overrasket over forskellen på de to opvaskemidlers pH-værdi. Tabletten vi putter i vores opvaskemaskine havde en meget høj pH-værdi, hvilket vil sige, at det er en stærk base. Og opvaskemidlet vi bruger til at vaske ting op i hånden havde en pH-værdi på 6, hvilket vil sige, at den er neutral. Det tror jeg er fordi, at når vi vasker op i hånden, er det sikreste at midlet IKKE er så stærkt - hvorimod at når vi bruger en opvaskemaskine, har vi ikke rigtig noget kontakt med sæben, og så kan det betale sig med en stærkere og dermed mere effektiv sæbe.