לקט ודוחות מעבדה

.15.4.2012 תאריך הגשה:312166176 ספיר ארוש- ת.ז. מגישות:

205717762 ענבר פוריה- ת.ז. דניאלה ליבמן.מורה מקצועית:

ארוש וספיר פוריה ענבר – מעבדה דוחות לקט בס"ד

תודות

רצינו להודות למורתנו דניאלה ליבמן על ההדרכה

בדרך לעשיית עבודה זו. אנו מודות על הטרחה, על

הסיוע והעזרה.

ברצוננו להודות לשוש הלבורנטית, אשר תמכה

והתייחסה בסובלנות לכל בקשותינו.

2


3


נייניםתוכן ע

עמודשם דוח

5ניסוי גילוינר בוער

9ניסוי חקר

12גילוי חומרים ביתיים

15אינדיקטורים

18ניסוי גילויקפה

21ניסוי חקר

24ניסוי גילוי הנעלםXה-

26ניסוי חקר

29ניסוי גילויאנרגיה

32ניסוי חקר

36נספחים

40ניסוי חקרחומצות בסיסים

44נספחים

45ניסוי גילויחיזור חמצון

50ניסוי חקר

54ידניתטיטרציה

57ממוחשבת

59השוואה

60ניסוי גילוינחש שחור

62ניסוי חקר

66ניסוי גילוינקודת רתיחה

68ניסוי חקר

72נספחים

75ניסוי גילויצימוקים

77ניסוי חקר

81ניסוי גילויפולימרים

84נספחים

87קביעת נוסחת הידראט

89ניסוי גילויכופתה קטלנית

93ניסוי חקר

סטכיומטריה

רפלקציות

98

103

104הערכה

4


נר בוערנר בוער ניסוי גילוי:

תצפיות

נר שבת:

ס"מ,3.5 ס"מ, קוטרו 1.2 גרם , גובהו 9.97 עגול, שטוח צבעו לבן. עטוף מתכת. מסתו: מבנה פיזיקאלי:

ס"מ.0.6אורך הפתיל

שלב א': תצפית בנר שבת הבוער.

פתילשעווהלהבהדקות

בינונית- זהובה מעלה,1

כחולה מטה

השחירהחלה להינמס

בינונית- זהובה מעלה, 2

כחולה מטה

קוטר השעווה שנמסה

ס"מ2מסביב לפתיל:

אורך הפתיל לא משתנה

בינונית- זהובה מעלה, 3

כחולה מטה


ס"מ2.5מסביב לפתיל



כחולה מטה



הפתיל החל להתפצל


כחולה מטה




5


שלב ב': תצפית בנר שבת בוער במיכלים בנפחים שונים.

להבהסוג מיכל

מ"ל800כוס -

הלהבה מתחילה להכחיל, וצבעה הזהוב הולך ונעלם. הלהבה

נחלשת לאחר כמה שניות , וצבעה הזהוב נעלם לחלוטין.

דקות הנר כבה.1:08הלהבה קטנה מאוד ו-

הלהבה גדול תיחלה, לאחר כמה שניות הלהבה קטנה, והופכת מ"ל100כוס -

שניות נכבה הנר.12לכחולה לחלוטין. לאחר

הלהבה מתחילה להכחיל וצבעה הזהוב הולך ונעלם. הלהבה מ"ל +צינור נשיפה800כוס-

שניות.17נחלשת עד נכבתה לאחר

הלהבה מתחילה להכחיל וצבעה הזהוב הולך ונעלם. הלהבה מ"ל +צינור נשיפה100כוס-

שניות.4.3נחלשת עד נכבתה לאחר

נרון:

ס"מ, קוטרו0.9 ס"מ, אורך הפתיל 4.2 גרם, גובהו 4.23 עגול, ארוך צבעו כתום. מסתו: מבנה פיזיקאלי:

ס"מ.1.2

תצפית בנרון שבת הבוער.

אורך הנרשעווהלהבהדקות

ס"מ,2.5הלהבה באורך 1

כחולה מטה וזהובה מעלה

לא השתנההחלה להינמס

ס"מ,2.7הלהבה באורך 2


נמסה והחלה לזלוג

מהנר

ס"מ3.8גובהו

ס"מ. 3להבה באורך 3


ס"מ3.5גובהו ממשיכה לזלוג מהנר

ס"מ.3.4להבה באורך 4


סמ".3גובהו ממשיכה לזלוג מהנר

ס"מ3.5להבה באורך 5


ס"מ.2.7גובהו ממשיכה לזלוג מהנר

: הסבר מדעי לתצפיות6


כדי שאש תבער היא צריכה שלושה דברים: חומר בעירה )כגון עץ או שעווה(, חום כדי להמשיך את

התהליך הכימי ושרפה של חמצן, ולכן, הסיבה לכך שמשך הבעירה של הנר השתנה בין מיכל למיכל

מ"ל משך הבעירה היה הארוך ביותר, מכיוון שלנר800היא כמות החמצן שבמכלים. במיכל סגור של ה-

מ"ל100היה כמות גדולה של חמצן, כאשר "נגמר" החמצן והפך לפד"ח הנר כבה. במיכל סגור של ה-

מ"ל מכיוון שכמות החמצן הנמצאת במיכל הקטן800משך הבעירה היה קצר יותר מבמיכל של ה-

קטנה בהרבה מכות החמצן הקיימת במיכל השני. בנוסף הפד"ח הרבה יותר כבר מהחמצן, ולכן הוא

נמצא בתחתית המיכל והוא גם מונע את החדירה של החמצן מהרווח שבין פיית המיכל לשולחן.

+)CH4)g( + 2O2)g( CO2)g(+ 2H2O)gאנרגיה

שעוות הנר )החלב של הנר( היא חומר אורגני המורכב ממולקולות גדולות המכילות בעיקר אטומי פחמן

ומימן. במהלך הבעירה של נר מגיבה השעווה עם גז חמצן הנמצא באוויר ונפלטים בעיקר פחמן דו

חמצני, אדי מים ואנרגיה בצורה של אור וחום. לכן ניתן לראות שבמהלך הזמן, כשנר דולק, כמות

השעווה- חומר הבערה, קטנה עד שהיא נגמרת. ניתן להכין נרות מחומרים אורגנים שונים, נוזלים או

מוצקים לא נדיפים שהמשותף להם הוא היותם חומרים אורגנים כלומר תרכובות שבעיקרן מכילות

פחמן ומימן ולהן מולקולות גדולות יחסית.

מ"ל עם צינור הנשיפה, היה זמן בעירה שונה, וזאת מאותה800 מ"ל, ולמיכל של ה- 800למיכל של ה-

סיבה- חוסר החמצן. כאשר אנו נשפנו לתוך המיכל אנו מחדירים פחמן דו- חמצני )גופנו שואף חמצן

ונושף פחמן דו-חמצני(, שתפס את הנפח של החמצן, ובכך הקטין את כמות החמצן במיכל, וגרם לזמן

מ"ל עם ניצור100 מ"ל ומיכל ה- 100הבעירה להתקצר. תהליך זה, זהה לתהליך שהתרחש במיכל ה-

מ"ל(.100הנשיפה. לכן זמן הבעירה הקצר ביותר התרחש במיכל הקטן עם צינור הנשיפה )

ניתן לראות שבחלק זה של הניסוי לקחנו את שלושת הדברים שצריך לבערה אך שינינו והגבלנו את

כמות הפחמן שהנר היה יכול לקבל.

ניתן לראות שאורך הפתיל של הנר לא ישתנה. הסיבה לכך היא שהפתיל לא נשרף בכלל )פתיל הנר לא

הוא עשוי מחומר סופג אשר שהשעווה המתאדה מקררת את הפתיל החשוף ומגנה עליו נשרף משום

סופג את השעווה הנוזלית בזמן הבערה(.

"כשאנחנו מדליקים את הנר באש אנחנו ממיסים את השעווה בתוך הפתיל ומסביבו. הפתיל סופג את

.השעווה הנוזלית והיא נמשכת כלפי מעלה במעלה הפתיל

"!חום הלהבה מאדה את השעווה ולמעשה - אדי השעווה הם שבוערים בנר. הפתיל עצמו כלל לא נשרף

(http://learn.snunit.k12.il/galim/news/upload/candles/questions.html.)סנונית

7

:תגובת שריפה של השעווה

http://learn.snunit.k12.il/galim/news/upload/candles/questions.html


: מניסויי הגילוי שאלות העולות

?האם וכיצד משפיע כמות הנרות על זמן הבעירה

?האם וכיצד גובה הנר משפיע על זמן ביערתו

?האם וכיצד אורך הפתיל משפיע על זמן הבעירה

?האם וכיצד סוג הנר משפיע על זמן הבעירה

?האם וכיצד גובה הנר משפיע על גובה הלהבה

8


נר בוער ניסוי חקר:

האם וכיצד משפיע כמות הנרות על זמן הבעירה?שאלת החקר:

בניסוי, הנחנו כי המשתנה התלוי שהוא זמן בעירת הנרות. זמן בערתם ישתנה ויפחת ככל השערה:

שנוסיף יותר נרות )המשתנה הבלתי התלוי( לתוך מיכל אחד אטום, זאת משום שככל שמכניסים נרות

לתוך חלל אחד, גודלת צריכת החמצן ואילו כמות החמצן לא משתנה, מה שגם יגרום לפליטת פחמן דו-

חמצני בתדירות גבוהה יותר ו"לחנק" הנרות, כפי שידוע חומר הכרחי בשביל בערה הוא חמצן. כמו כן,

הנפח של החמצן במיכל קטן, מפני שנפח הנרות גדל. כלומר, כאשר אנו מוסיפים נרות הם תופסים נפח

ולכן נפח החמצן בקלי קטן עוד מבלי להדליק את הנרות. בגלל סיבות אלו ובגלל הניסוי הקודם אנו

צופות כי ככל שנוסיף נרות לתוך הכלי משך הבערה שלהם יקטן.

נפח כוס המדידה, צבע הנרות, גודל הנרות, אורך פתילי הנרות וגובהם של הנרות. גורמים קבועים:

בניסוי השתמשנו במערכת בקרה, ובה הדלקנו נר ללא כל השפעה חיצונית, ובדקנו כי מערכת בקרה:

הנר ימשיך לבעור כל עוד ניתן לו חמצן, וכל עוד נשארה שעווה.

טיימר, משקל וסרגל. אמצעי מדידה ובדיקה:

דקות.30 זמן משוער לביצוע:

כלים:

צלחת פטרי מזכוכיות.

מ"ל800כוס מדידה מזכוכית

: חומרים

שש נרות זהים

גפרורים

מהלך הניסוי:

מ"ל, מכניסים נר אחד ומודדים את זמן בעירתו )המשתנה הבלתי תלוי( בעזרת800לוקחים כוס של

מ"ל ומודדים שנית את זמן800טיימר. לאחר שהנר כבה, מדליקים שני נרות, מכסים שוב בכוס שנפחה

הבעירה.

נחזור על התהליך עד למדידת זמן הבעירה של שש נרות, ונכין טבלת תוצאות לפי תוצאות הניסוי.

9


ומסקנות: תוצאות

משך הבערהמס' נרות

שניות120

שניות216

שניות315.5

שניות410

שניות511.5

שניות67.5

לפי גרף ניתן לראות כי זמן בעירת הנרות קטן כתלות במספר הנרות. ככל שיש יותר נרות כך, זמן

הבעירה קטן עקב חוסר בחמצן. יש מקרה אחד שבו הוספנו נר ומשך הבערה עלה, אנו מעריכות

שהסיבה לכך היא מגבלת בניסוי, משום שניתן לראות כי קו המגמה הינו בירידה.

זמן בעירת הנרות הוא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך הניסוי כתוצאה מהמשתנה הבלתי

תלוי שהוא מספר הנרות שאנו משתמשים. המשתנה הבלתי תלוי משפיע באופן ישיר במשתנה התלוי,

וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי- בגרף.

לפי תוצאות הניסוי השארתנו נכונה. זמן בעירת הנרות יקטן ככל שמכניסים נרות נוספים. שאלת החקר

לפי התוצאות גילינו שהתשובההאם וכיצד משפיע כמות הנרות על זמן הבעירה?שנשאלה הייתה:

10


לכך היא כן, כמות הנרות משפיעות על זמן הבעירה של הנר. זאת גילינו משום שככל שמכניסים נרות

לתוך חלל אחד, גודלת צריכת החמצן, ומה שגם יגרם מכך זה פליטת פחמן דו- חמצני בתדירות גבוהה

יותר, ו"לחנק" הנרות. כמו כן, נפחו של החמצן במיכל קטן, מפני שנפח הנרות גדל בתוך המיכל.

חשוב לציין כי מהימנות הניסוי מוטלת בספק משום שהמדגם שלקחנו הינו קטן. בשביל להוכיח את

מהימנות הניסוי באופן סופי עלינו לחזור על הניסוי ולהגדיל את כמות הנרות ולבדוק אם הירידה בזמן

הבעירה ממשיך באופן עקבי, רק כך נוכל לבדוק אם מסקנתנו נכונה לחלוטין.

: מגבלות בניסוי

ישנן מספר מגבלות וטעויות מדידה שנוכחנו לאורך הניסוי, שהשפיעו על תוצאות הניסוי.

סיבה ראשונה לטעות קלה בתוצאות הייתה טעות מדידה, מפני שכל פעם שנכבה הנר וסיימנו את

המדידה של משך זמן הבערה, לא החלפנו נרות ולכן אורך הנר קטן. לכן, כאשר התחלנו מדידה חדשה

היו נרות שעברו שימוש ולא השתוו באורכם לנר שנוסף, במאסה, נפח וגובה. אנו משערות כי אורך הנר

והנפח שלו השפיעו על התוצאות שלנו ושינו אותם ולכן, אם היינו מחליפות את הנרות בכל מדידה

ומדידה אפשר היה להניח כי גרף התוצאה היה גרף ישר- לינארי, בכיוון מטה, כי האורך והנפח היו

נרות כדי שניתן יהיה להחליף אותם בכל מדידה5שווים. אנו ממליצות לפעם הבאה להביא יותר מ-

מחדש וכך הנפח לא ישתנה ממדידה למדידה.

שאלה בעקבות התוצאות והמסקנות:

האם וכיצד גובה הנר משפיע על משך הבעירה?

11


גילוי חומרים ביתיים גילוי החומרים הנמצאים במבחנות, ולהתאים את מספר המבחנה לחומר. מטרת הניסוי:

C6H7חומצת לימון , NaHCO3, סודה לשתייה NaCl, מלח בישול CaCO3החומרים בניסוי הם : גיר

O8 סודה לכביסה ,Na2CO3 וסוכר C12H22O11.

חומרים:

מים מזוקקים

גירCaCO3

מלח בישולNaCl

סודה לשתייהNaHCO3

חומצת לימוןC6H7O8

סודה לכביסהNa2CO3

סוכרC12H22O11

: כלים

מד זרם

צלחת פטרי

תכנון הניסוי:

מוליכותחומר

חשמלית

שוקע עם

AgNO3

מסיסות

במים

חומצה \

בסיסי

pHHCl

CaCO3---**+

NaCl+++מלחpH=7-

NaHCO3+++בסיס חלשpH>7+

C6H7O8+-+חומצהpH<7-

Na2CO3+++בסיס חזקpH>>7+

C12H22O11--+סוכרpH=7-

12


צפוי כי הגיר הוא החומר היחידי שלא יתמוסס במים מפני שהוא מלח פחמתימסיסות במים-

היחיד שלא מתמוסס במים, מפני שהוא חומר קשה תמס. בנוסף, אנחנו יודעים שהסודה לשתייה

תתמוסס במים תוך כדי תסיסה מפני שהסודה יוצרת קשרי מימן עם המים ופליטת גז מימן.

צפוי כי הסוכר לא יוליך חשמל במים בגלל שבתגובתו עם מים לא נוצרים יוניםמוליכות חשמלית-

של המולקולה יוצרות קשרי מימן עם המים.OHחופשיים, ניידים )מולקולות ה-

pH- צפוי כי יש שלושה חומרים בעלי pH( שונה לחלוטין אחד מהשני NaHCO3, C6H7O8-ו Na2CO

( ואותם נוכל לזהות בבירור. 3


עפ"י הטבלה ניתן לראות כי לכל חומר יש תכונה שמאפיינת אותו משאר החומרים.

CaCO3 היחידי שלא מתמוסס במים

NaCl הוא בעלpHנטרלי והוא מוליך חשמל

NaHCO3 בסיס חלש ובעלpH-7 גדול מ

C6H7O8 חומצה, בעל pH-7 קטן מ

Na2CO3 בסיס חזק ובעל pH-7 גדול מ

C12H22O11 .החומר היחידי שמתמוסס אך לא מוליך

לאחר מכן כתבנו תגובת המסה במים לחומרים.

:HClבנוסף כתבנו את תגובות עם

1.

13


2.

3.

: ומסקנות תוצאות

מספר

מבחנה

מוליכות

חשמלית

שוקע עם

AgNO3

מסיסות

במים

pHHCl

1--+7-

2---*+

3+-+2-

4+++7-

5+++9+

6+++12+

C12H22O11 : 1מבחנה

CaCO3: 2מבחנה

C6H7O8: 3מבחנה

NaCl: 4מבחנה

NaHCO3: 5מבחנה

Na2CO3: 6מבחנה

14


אינדיקטורים תצפיות:

HCl)aq(NaOH)aq(

צבעאינדיקטור

אינדיקטור

צבעצבע סופיHClצבע

NaOH

צבע סופי

ברום

קורזול ירוק

כחולשקוףכתוםשקוףחום

ברום

תימול בלו

כחולשקוףצהובשקוףצהוב

כחול כההשקוףורודשקוףכתום בהירתימול כחול

מתיל

אורנג'

כתוםשקוףאדוםשקוףאדום- חום

פנול

פתאלין

ורוד- סגולשקוףלבןשקוףשקוף

שימוש באינדיקטור כרוב בצבע ראשוני ורוד- סגלגל:

מספר

מבחנ

ה

צבע לפני הכנסת(aqחומר )

האינדיקטור

צבע אחרי הכנסת


1HClאדוםשקוף

2NaOHצהובשקוף

3Na2CO3ירוקשקוף

4CH3COOHורודשקוף

5H3PO4ורודשקוף

6H2SO4אדוםשקוף

7NH3ירוקשקוף

15

HCl- 0.1MpH=1חומצה חזקה 0.001MpH=3

NaOH- 0.1MpH=11בסיס חזק 0.001MpH=9


מהתצפיות ניתן לראות כי האינדיקטורים יוצרים תגובות כימיות עם חומרים מסוימים הגורמות

)aq(HCl הוא בסיס חזק מאוד לעומת החומר 0.1M בריכוז )NaOH)aqלשינוי בצבע. החומר

שהוא חומצה חזקה מאוד, זאת מבינים מהתבוננות בנייר לקמוס.0.1Mבריכוז

מתוך התצפיות שערכנו ניתן להסיק איך לזהות חומרים מסויימים על ידי אינדיקטורים.

תוצאות בשימוש בניירות לקמוס ורוד וכחול:

נייר לקמוס ורודנייר לקמוס כחול(aqחומר )

HClכחולכחול

NaOHורודורוד

Na2CO3כחולכחול

CH3COOHורודורוד

H3PO4ורודורוד

Ca)OH(2כחולכחול

NH3כחולכחול

ורודורודמיץ לימון

תוצאות:

HCl)aq(NaOH)aq(

צבעאינדיקטור

אינדיקטור

מתאים לזיהוי

HCl)aq(

מתאים לזיהויצבע סופי

NaOH)aq(

צבע סופי

ברום קורזול

ירוק

כחולמתאיםכתוםמתאיםחום

כחולמתאיםצהובלא מתאיםצהובברום תימול בלו

כחול כההמתאיםורודמתאיםכתום בהירתימול כחול

כתוםלא מתאיםאדום- חוםמתאיםכתוםמתיל אורנג'

ורוד- סגולמתאיםלבןמתאיםשקוףפנול פתאלין

צהובמתאיםאדוםמתאיםסגול- כחולכרוב

כחולמתאיםורודורודלא מתאיםנייר לקמוס ורוד

נייר לקמוס

כחול

כחוללא מתאיםורודכחולמתאים

16


מסקנות:

מהתוצאות ניתן להבחין בין אינדיקטורים המתאימים לבסיסים ואינדיקטורים המתאימים

לחומצות. ברום תימול בלו מתאים רק לבסיסים. מתיל אורנג' מתאים רק לחומצות.

ניתן להבחין כעת את סוגם של שאר החומרים שנבדקו בנייר לקמוס.

Na2CO3בסיס

CH3COOHחומצה

H3PO4חומצה

Ca)OH(2בסיס

NH3בסיס

חומצהמיץ לימון

הכרוב הוא אינדיקטור לחומצות ולבסיסים, כאשר ניתן להבחין בינהם כתוצאה מהצבע שמשתנה

בהתאמה לחוזק החומצה או הבסיס.

17


קפה ישנם גורמים שונים המשפיעים על מסיסות בינהם: סוג הממס, סוג הממיס, ריכוזיהם, טמפ', לחץ

וכו'.

בתמיסת הקפה ישנם קשרים קוולנטים. בסוכר ובכוהל ישנם קשריי מימן ולכן מסיסים במים.

בשמן אין קשרי מימן ולכן לא מסיס במים.

כלים:

3 מ"ל כל אחת50 משורות של

חומרים:

30( 10 מ"ל מי סוכר.)מ"ל בכל משורה

30( 10 מ"ל תמיסת קפה)מ"ל בכל משורה

30( 10 מ"ל כוהל)מ"ל בכל משורה

30( 10 מ"ל שמן)מ"ל לכל משורה


מ"ל מארבעה חומרים: שמן, מי סוכר,10 משורות נכניס לפי סדר מסוים ושונה בכל משורה 3ב-

דקות ונבחין בשינוי מקומות )אם קיים( בין החומרים.30כוהל ותמיסת קפה. נצפה במשורות כ-

נערבב מכנית את המשורה ונבחין אם מתקיים שינוי.

18


תצפיות:

3מבחנה 2מבחנה 1חנה מבמב

סדר הכנסת

החומרים המקורי

חומר ראשון – כוהל.

חומר שני- שמן.

חומר שלישי- קפה.

חומר רביעי- מי סוכר.









תחילת הניסוי )מיד

לאחר הכנסת

החומרים- סדר

החומרים מלמטה

למעלה(

10חומר ראשון- מי סוכר. )

מ"ל(

20חומר שני- קפה וכוהל. )

מ"ל(

מ"ל(10חומר שלישי- שמן. )

10חומר ראשון- מי סוכר.)

מ"ל(

חומר שני- קפה וקצת כוהל.

מ"ל(10)

מ"ל(10חומר שלישי- שמן. )

חומר רביעי- כוהל וקצת

מ"ל(10קפה. )

5חומר ראשון- מי סוכר. )

מ"ל(

חומר שני- קפה ומי סוכר. )

מ"ל(15

10חומר שלישי- שמן. )

מ"ל(

מ"ל(10חומר רביעי- כוהל)

דקות20לאחר

מרגע ההכנסה

הקפה והכוהל מעורבבים

לחלוטין זה בזה.

מי הסוכר והשמן נותרו נקיים

כשהשמן צף מעל שאר

החומרים.

ישנה התערבבות בין הקפה

והכוהל.

שאר החומרים שארו נקיים.

הכוהל שבו מעורב קצת

קפה צף מעל שאר

החומרים.

ישנה התערבבות לא

מוחלטת רק בין הקפה

לסוכר )הסוכר התערבב

בקפה ולא להפך(.

שאר החומרים נשארו

נקיים.

הכוהל צף מעל שאר

החומרים.

דקות30לאחר

מרגע ההכנסה

ישנה קצת הפרדה ביןאין שינוי.

הכוהל שצף למעלה והקפה

שהתערבב בו.

הקפה מחלחל לכיוון מטה,

ישנה גם קצת הפרדה בין

הקפה למעלה והכוהל לכיוון

מעלה.

אין שינוי.

השמן עלה למעלה וצף מעל כל החומרים. הקפה, הכוהל ומי הסוכר התערבבו יחד.לאחר ערבוב מכני

מסקנות:

לא )פחמנים( גדולה מאוד,R מכיוון שהוא הידרופוב ויש לו קבוצת השמן שאינו מסיס במים

המכילים בתוכם מים בגלל שהוא לא יכל ליצור קשרי מימן עםהתערבב עם החומרים השונים

צף מעל כליא שהשמן ה שעליה הסתמכנו תהדרך הוויזואלי. החומרים האחרים ולהתמוסס בהם

19


כתוצאה מקשרי ואן- דל-ולסזאת שאר החומרים נקשרו זה לזה לעומת .החומרים ונשאר למעלה

. הקיימים בתוכםוקשרי מימן

20


שאלות שעולות מניסוי הגילוי:

על מסיסותטמפ' ה ההאם וכיצד משפיע KNO3?

?האם וכיצד משפיע כמות הסבון על מסיסות של השמן במים

?האם וכיצד שינוי בלחץ הסביבה ישפיע על התמוססות הסוכר בכוהל

במים?האם וכיצד הטמפ' תשפיע על מסיסות

משורה עם החומרים )מי סוכר, שמן, כהל וקפה(האם וכיצד שינוי בטמפרטורות ה

זה בזה? במשורהשפיע על התמוססות החומריםת

21


ניסוי חקר: קפה

במים?KNO3האם וכיצד הטמפ' משפיעה על מסיסות : שאלת החקר

בתהליך המסה במים במים תגדל.KNO3 ככל שהטמפ' תעלה כך המסיסות של השערה:

מתרחשים שני תהליכים: יצירת קשרים בין היון למים )כוחות חשמליים( ותהליך זה הוא תהליך

שפולט אנרגיה. התהליך הנוסף המתרחש בהמסה במים הוא שבירת חלק מקשרי המימן ושבירת

הכוחות החשמליים בחומר היוני. שני התהליכים האלה הם תהליכים שדורשים השקעת אנרגיה.

התהליך דורש השקעת אנרגיה גדולה מאשר תהליך פליטת האנרגיה KNO3אנחנו משערות כי ב

ולכן המסיסות תגדל ככל שהטמפ' גבוהה יותר.

גרם מים. חשבו אותו בעזרת חישובי מולים וריכוזים.100 מסיסות חומר מומס ב-משתנה תלוי:

ימדד ע"י טיימר ומד-טמפרטורה(– טמפ' הגביש )מעלות צלזיוסמשתנה בלתי תלוי:

גורמים קבועים:

נפח המבחנה

כמות החומרKNO3.

בניסוי השתמשנו במערכת בקרה השוואתית. מערכת בקרה:

כלים:

מדידה כוס

מבחנה

רשת עם חצובה

גז מבער

חומרים:

מזוקקים מים

10 גרםKNO3

22



מ"ל מים מזוקקים, חממו את הכוס המדידה המכילה מים5 בתוכהולכוס KNO3 גרם 10 מזגו

תוך בחישה עד שכל החומר מתמוסס, הוציאו את המבחנה, והמשיכו לבחוש. לאחר מכן הוסיפו

מ"ל מים מזוקקים ושוב הכניסו את המבחנה למים החמים עד שכל החומר מתמוסס.2.5עוד

מ"ל מים מזוקקים למבחנה.2.5 פעמים, ובכל פעם הוסיפו עוד 4חיזרו חלילה

ומסקנות: תוצאות

נפח המים המוספים

במ"ל

מסיסות חומר מומסהנפח הכללי במ"ל

גרם מים100ב-

טמפ' הגביש )מעלות

צלזיוס(

5587

2.5 7.572

2.51055

2.5 12.547

2.5 1539

2.5 17.535

23

תלות המסיסות של KNO בטמפ'

0.005

0.007

0.009

0.011

0.013

0.015

0.017

0.019

30 50 70 90

טמפ' הגביש )מעלות צלזיוס(

םמי

ר ג"

100

ב-ס

ממו

ר מו

חת

סוסי

מ


במים. ככלKNO3 כך גם טמפ' הגביש עולה ריכוז ה-KNO3 לפי גרף ניתן לראות כי ככל שריכוז ה-

שריכוז המומס במים עולה כך גם כמות האנרגיה שצריך להשקיע כדי להמיס את המומס, כיוון

חוזק הקשרים גדל ולכן צריכים ל'פתוח' יותר קשרים ודבר זה מצריך, שכאשר הריכוז גבוה יותר

יותר אנרגיה.

המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך הניסוי כתוצאה מהמשתנה הבלתי תלוי שהואמסיסות

טמפ' הגביש שאנו מדדנו. המשתנה הבלתי תלוי משפיע באופן ישיר במשתנה התלוי, וזאת ניתן לראות

גם בתוצאות הניסוי- בגרף.

לפי דעתנו הגרף לא ימשיך לעלות עוד הרבה מכיוון שטמפרטורת המים תעצור בשלב מסוים )בסביבות

מעלות נוכל ליראות כי התוצאה לא משתנה ואם100 מעלות( והחום לא ישתנה יותר ולכן אחרי ה100ה

נכבה את האש נוכל לראות אפילו ירידה.

גדלה. שאלת החקרKNO3לפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שהטמפ' עולה, מסיסות ה-

לפי התוצאות גילינו במים? KNO3 האם וכיצד הטמפ' משפיעה על מסיסות שנשאלה הייתה:

שהתשובה לכך היא כן.

תוקף ומהיימנות:

חשוב לציין כי מהימנות הניסוי מוטלת בספק משום שהמדגם שלקחנו הינו קטן. בשביל להוכיח

את מהימנות הניסוי באופן סופי עלינו לחזור על כל נקודה בניסוי ולהגדיל את ריכוז המומס ולבדוק

אם העליה כתלות בטמפ' הגביש ממשיכה באופן עקבי, רק כך נוכל לבדוק אם מסקנתנו נכונה

לחלוטין.


בתוכו? KNO3האם וכיצד סוג הממס משפיעה על התמוססות

24


הנעלםXה-ניסוי גילוי:

: כלים

מ"ל100כוסות כימיות בנפח

מ"ל5משורה בנפח

מ"ל10משורות בנפח

גיליון נייר לבן

לורד שחור

שעון עצר

חומרים:

1 מ"ל תמיסת HCl)aq( :בריכוז M2

10 מ"ל תמיסת Na2S2O3)l( :0.15 בריכוזM



מ"ל 10טפטפנו Na2S2O3 בריכוז 0.15Mלתוך הכלי, את הכלי הנחנו מעל לדף הלבן שעליו

.M2 בריכוז )HCl)aq מ"ל 1מסומן איקס בלורד שחור. לתוך הכלי הוספנו

תצפיות:

40תחילה הצבע של התמיסה הפך משקוף לצהוב ומעט עכור. היעלמותו של האיקס לקחה כ-

שניות.

25


הסבר התופעה:

האיקס הכתוב בלורד על דף נעלם במשך הזמן מכיוון שהחומרים מגיבים ביניהם, ונוצר בתוך

הכלי תמיסת גופרית.

צבע הגופרית הוא צהוב והוא זה שמקנה לתמיסה את הצבע שלה כלומר, בגלל נוכחות הגופרית

צבע התמיסה צהבהב ואף ניראה כעכור.

התגובה שהתרחשה בתוך הכלי היא תגובת חמצון חיזור

+H3Oה-)aq(.ה- משמש כזרז וגם כחלק מהתגובה S2O3

-2)aq(:הוא גם מחמצן וגם מחזר

S2O3התגובה הינה תגובת חמצון חזור ולכן היא מסבירה את העלמות האיקס. במשך הזמן ה- -2

)aq(

+H3Oמתחמצן ע"י ה-)aq(-כלומר, נוצרת תגובה, נוצר ה S8)s(יצירת תגובה זו גורמת בסופו של דבר .

להעלמות האיקס שכתוב על דף בלורד מתחת לכלי.


?האם וכיצד שטח הפנים ישפיע על קצב העלמות האיקס

?האם וכיצד שינוי בטמפרטורה של התמיסה ישפיע על זמן העלמות האיקס

-האם וכיצד שינוי בריכוזי הNa2S2O3 ?ישפיע על קצב העלמות האיקס

ם וכיצד שינוי בסוג הזרז ישפיע על קצב העלמות האיקס?הא

-האם וכיצד שינוי בריכוז ה HCl)aq( ?ישפיע על קצב העלמות האיקס

26


ניסוי חקר:

האם וכיצד שינוי בטמפרטורה של התמיסה ישפיע על זמן העלמות האיקס?:שאלת החקר

השערה מדעית:

ככל שהטמפרטורה תהייה גבוהה יותר, כך זמן התגובה יהיה מהיר יותר. אנו יודעים שטמפ' היא

מדד לאנרגיה קינטית של המולקולות בתמיסה, אז ככל שהטמפ' תהיה גבוהה יותר, כך החלקיקים

ינועו במהירות גבוהה יותר, כמות ההתנגשויות הפוריות תהיה גבוהה יותר, וכתוצאה מכך זמן

התגובה יהיה מהיר יותר.

.הטמפרטורה של התמיסה : משתנה בלתי תלוי

Na2S2O3 לתוך תמיסת ה-)HCl)aq זמן התגובה. מוגדר כזמן מרגע הכנת תמיסת ה- :ימשתנה תלו

על הדף שנמצא מתחת לכלי.X-ועד להעלמות ה

: גורמים קבועים

-ריכוז ה HCl)a(

-גודל הX

גודל הנייר

גודל הכוס

-כמות וריכוז תמיסת הNa2S2O3

.קוטר הכוס

בקרה פנימית השוואתית. : מערכת בקרה

: כלים

-מ"ל100כוס כימית

-מ"ל10משורה

כיריים חשמליים

נייר

לורד

סטופר

חומרים:

HCl)aq( בריכוז M2

Na2S2O3)l( 0.15 בריכוזM -כ( מ"ל בטמפ' של 10 מ"ל בטמפ' החדר וכ-50 oC10)

27


מהלך ניסוי:

.oC10 ל-Na2S2O3חמם תמיסת .1

(.M2 מ"ל בריכוז 1 ))HCl)aqהוסף בכל פעם את תמיסת ה- .2

עליו. Xהנח את הכוס על הנייר עם ה-.3

.Xמדוד בסטופר את הזמן עד להיעלמותו של ה-.4

.oC50ו- oC20, oC30, oC40היא: Na2S2O3 חזור על הניסוי שנית, כאשר טמפ' תמיסת ה.5


5040302010טמפרטורה )במעלות צלסיוס(

13.2719.124.543.1110.7זמן בשניות

לפי התוצאות של הניסוי אנו יכולים לראות כי השערתנו נכונה ואכן ככל שהטמפרטורה גבוהה

יותר כך הזמן שייקח לאיקס להעלם יהי קצר יותר. כלומר, הזמן שלוקח לתגובת החמצון חזור

להסתיים קצר יותר. הסיבה לכך היא שהאנרגיה הקינטית הגבוהה של החלקיקים המצויים

ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר יש יותר מולקולות, שיכולותבתמיסה בטמפרטורה היותר גבוהות.

לעבור את מחסום האנרגיה.

תוקף ומהימנות:28


בכדי לתת לתוצאות הניסוי תוקף ומהימנות צריך לעשות מספר דברים:

נקודות אי אפשר4להגדיל את טווח הנקודות בגרף, כדי לוודא שאכן זו מגמת הגרף, כי מ-.1

להסיק מסקנות מוחלטות, ודאיות. בנוסף, להתמקד במספר נקודות בטווח מסוים בו

נצפה שינוי בכדי להבטיח שהניסוי אמין, איכותי ומהימן.

ניתן גם לחזור שוב על הניסוי ועל הנקודות שבגרף מספר פעמים ולראות אם התוצאות.2

לא משתנות.

מגבלות הניסוי:

בכדי לבדוק אם תגובת החמצון חיזור הסתיימה השתמשנו בעזרת האיקס שציירנו על הדף. ברגע

שהאיקס נעלם סיימנו את המדידה. כפי שניתן לראות המדד שנבחר לא מדוייק ולא מוחלט ולכן

ייתכן כי התגובה נגמרה מעט לפני או אחרי העלמות האיקס מהדף. אנו לא יכולים לדעת זאת

באופן וודאי כי הבדיקה נעשית ע"י העין ואנו לא יכולים לראות את סיום התגובה בעיננו.


?Xהאם וכיצד מבע הלורד ישפיע על העלמות ה-

29


אנרגיהניסוי גילוי:

כלים:

משורה

כוס קלקר

חיישן טמפרטורה

שקית ניילון

מקל זכוכית

מבחנה

שלוש גומיות

חומרים:

NaOH

שני מוצקים אבקתיים



ניסוי ראשון

מ"ל מים מזוקקים והעבירו כוס קלקר והוסיפו בוחש מגנטי.50מדדו המשורה .1

.NaOH גרם 5שקלו בכוסית .2

טבלו את חיישן הטמפרטורה, כסו את כוס הקלקר והפעילו את אוגר הנתונים..3

לכוס וכסו אותה היטב.NaOHפתחו את המכסה והעבירו את גרגרי .4

כשאר הטמפרטורה מתייצבת הפסיקו אץ איסוף הנתונים..5

.NaOH גרם 10 עם 1-5חיזרו על שלבים .6

מ"ל מים.25 עם 1-5חיזרו על שלבים .7

ניסוי שני: שלב ראשון

וערבבו אותם במקל זכוכית או על ידי ניעורB ו- Aהכניסו לשקית את שני המוצקים .1

השקית.

מ"ל נוזל חסר צבע.10הכניסו לכלי הזכוכית .2

הניחו בזהירות את הכלי בתוך השקית )מבלי שהנוזל והמוצקים יגעו זה בזה(..3

קישרו את השקית היטב בחלקה העליון על ידי גומיה..4

30

טמפרטורה התחלתחת וטפרטורה סופית בניסויים

0

10

20

30

40

50

60

70

80

NaOH +50 גרם 5מ"ל מים



סוי

לזצ

ת לו

מעב

ה ור

טפר

מט

טמפ' התחלתית

טמפ' סופית

הפרשי הטמפרטורה

-43

-42

-41

-40

-39

-38

-37

-36

מ"ל NaOH +50 גרם 5מים



סיו

לזצ

ת לו

מעב

ה ר

טופר

מט


הפכו בזהירות את הכלי גף שהנוזל ירטיב את המוצקים. מדי פעם הטו את השקית.5

לשימור המגע.

תארו את תצפיותכם..6

( אבל במקום הנוזל חסר הצבע השתמשו1-5זרו על החלק הראשון )שלבים - חשלב שני

מ"ל מהנוזל הסגול.10ב-

(, אך הפעם מדדו את טמפרטורת1-5ראשון )שלבים ה השלבחזרו על - שלישישלב

המוצקים לפני הערבוב עם הנוזל ולאחריו )בעזרת מד טמפרטורה(.

: ניסוי ראשוןתוצאות:

ו-NaOH גרם 5כאשר השתמשנו ב-א.

מ"ל מים, הטמפרטורה ההתחלתית50

מעלות צלזיוס, והטמפרטורה24.9הייתה

מעלות צלזיוס.66.998הסופית הייתה

ו-NaOH גרם 10כאשר השתמשנו ב- ב.

מ"ל מים, הטמפרטורה ההתחלתית50

מעלות צלזיוס, והטמפרטורה24.92הייתה

מעלות צלזיוס- זהה למדידה הקודמת.66.998הסופית הייתה

24.9 מ"ל מים, הטמפרטורה ההתחלתית הייתה 25 ו- NaOH גרם 5כאשר השתמשנו ב- ג.

מעלות צלזיוס.63.205מעלות צלזיוס, והטמפרטורה הסופית הייתה

ניסוי שני:

אנתלפיית התגובה ג'אולoC הפרשי הטמפרטורה סוג מדידה

למול

-42.09870.725 מ"ל מים50 ו- NaOH ' גר5

מ"ל50 ו- NaOH ' גר10

מים

42.07835.345-

-38.30532.176 מ"ל מים25 ו- NaOH ' גר5

31


כשאר הכנסנו את שני החומרים לשקית ואת הנוזל השקוף וסגרנו, הייתה תסיסה שלא.

החומרים ושחרור גז, שגרם להתנפחות השקית. החומרים התקררו ונוצר נוזל מוקצף

שצבעו לבן.

כאשר הכנסנו את החומרים לשקית ואת הנוזל הסגול, השתחרר גז שניפח את השקית,ב.

הנוזל הסגול התערבב עם החומרים. הייתה תסיסה של החומרים. החומרים התקררו

ונוצר נוזל מוקצף בצבע וורוד.

מעלות צלזיוס24.5כאשר מדדנו את הטמפרטורה ההתחלתית של החומרים שהייתה ג.

מעלות צלזיוס.6.5ראינו כי הייתה ירידה חדה בטמפרטורה, והטמפרטורה הסופית הייתה

- מעלות צלזיוס.18הפרש הטמפרטורה היה

מסקנות:

)פולטת חום לסביבה( על ידי כך שהטמפרטורה שלאקסותרמיתבניסוי הראשון גילינו שהתגובה

הסביבה )המים( עלתה בזכות פליטת האנרגיה של המערכת- אנתלפיית התגובה היא שלילית.

בתגובה אקסותרמית לתוצרים כמות האנרגיה נמוכה מזו של המגיבים ולכן נפלט חום )אנרגיה

לסביבה(.

על פי התוצאות ניתן להבין שההפרשים באנתלפיית התגובה היו זניחים כאשר הכפלנו את כמות

נעשה שינוי באנתלפיית התגובה. ניתןNaOHהמים לעומת זאת כאשר שינינו את כמות ה-

על כמות האנרגיה שנפלטת בתגובה.NaOHלהסיק, שלמים אין השפעה גדולה מאשר ל-

)קולטת חום מהסביבה( על ידי כך שהטמפרטורהאנדותרמיתבניסוי השני גילינו שהתגובה היא

של הסביבה )השקית והנוזל הסגול( ירדה, וזאת בגלל שהמערכת קלטת חום מהסביבה.בתגובה

אנדותרמית למגיבים כמות אנרגיה נמוכה מזו של התוצרים ולכן נקלט חום )אנרגיה מהסביבה(.

שאלות העולות מהניסויי:

-האם וכיצד שינוי ריכוז יוני ה H3O+?בבסיס משפיע על כמות החום שנפלטת

)בסיס חלש או חזק יותר(.

-האם וכיצד שריפת סוגי נייר שונים משפיעה על הH?

?האם וכיצד סוג הביסלי משפיע על האנרגיה שנפלטת בעת שריפתו

-האם וכיצד סוג החטיף משפיע על הH?

?האם וכיצד משפיע סוג הבסיס על כמות החום שנפלטת במגע עם מים

32


אנרגיה ניסוי חקר:

?האם וכיצד שריפת סוגי נייר שונים משפיעה על ה- שאלת חקר:

יקטן )יהיה שלילי יותר(, מכיוון שתפלט יותרככל שהדף אוורירי יותר כך ערך ה- השערה:

יקלטו אנרגיה גדולה יותר ולכן הטמפרטורה גדלה ולכן האנתלפיה בארלנמייראנרגיה, ולכן המים

גדלה.

במהלך הבעירה של תאיתביסוס מדעי: נייר עשוי מעץ, העץ מורכב בעיקר מתאית-

נפלטת חום- זוהי תגובה אקסותרמית שאנתלפיית התגובה היא שלילית. ככל שסוג הנייר אוורירי

יותר, שטח הפנים שלו גדול יותר, מה שמשפיע על מהירות התגובה- יהיה יותר מגע עם החמצן

ולכן התגובה תתרחש בכמויות גדולות יותר. ויותר אנרגיה תפלט, שבאה לידי ביטוי בחום. לפי

ההסבר הקרטון יפלוט יותר אנרגיה מהנייר התעשייתי ולכן אנתלפיית התגובה שלו תהיה שלילית

יותר- קטנה יותר.

התהליך שיתבצע בזמן שריפת הנייר הוא:

התגובה לא מאוזנת.

ר על ידי מדידת טמפרטורת אנתלפיית התגובה. האנרגיה שנפלטת משריפת הניימשתנה תלוי:

המים וחישובים בנוסחאות.

סוג הנייר שנשרף.משתנה בלתי תלוי:

מים מזוקקים, כמות המים ההתחלתית, נפח כוס המדידה.גורמים קבועים:

בעזרת חישובים על ידי הנוסחאות הבאות: דרך המדידה של המשתנה התלוי:

)כמות האנרגיה(: Qתחילה נחשב את ה-

m.מסת המים -

c קיבול החום הסגולי של המים -

לאחר מכן נוכל לחשב את אנתלפיית התגובה:

פנימית השוואתית. בקרה:

כלים:

לנמייררא

כורית


מלקחיים

33


חומרים:

)ניירות שונים )במסות שונים

גפרורים


. חיישן טמפרטורהאמצעי מדידה:


מ"ל מים מזוקקים.50ממלאים אלנמייר ב- .1

מכניסים את חיישן הטמפרטורה אל האלנמייר..2

שורפים ניירות שונים .3

בודקים את השינוי בטמפרטורה של המים בעת השריפה..4

תוצאות ומסקנות:

.C°25.1טמפרטורה התחלתית של המים הייתה

מסת הנייר שנשארמסת הנייר הנשרףמספר מדידה

)אפר(

טמפרטורה של

המים לאחר

השריפה

C°47.303 גר'5.6 גר' בריסטול110

C°83.06 גר'0.17 גר' קרטון210

C°50.332 גר'3.68 גר' נייר תעשייתי310

C°76.51 גר'1 גר' נייר טואלט410

C°88.36 גר'0.11 גר' נייר עטיפה510

התגובה ניתן לסכם את חישובי אנתלפיית

בטבלה:

בנספחים( )החישובים קיימים

אנתלפייתסוג הנייר

התגובה

-4.663בריסטול

-12.1716קרטון

-5.2987נייר תעשיתי

-11.216נייר טואלט

-13.285נייר עטיפה

34

אנתלפיית התגובה השריפת חומרים שונים

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

בריסטול קרטון נייר תעשייתי נייר טואלט נייר עטיפה

למו

לל

אג'ו

בה

בגו

תה

ת יי

לפת

אנ


לפי התרשים ניתן לראות כי ככל שסוג הנייר אוורירי יותר כך אנתלפיית התגובה נמוכה יותר. אנתלפיית

התגובה בקילו ג'ואל למול היא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך הניסוי, כתוצאה מהמשתנה

הבלתי תלוי שהוא סוג הנייר. המשתנה הבלתי תלוי משפיע באופן ישיר, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות

הניסוי- בגרף.

לפי התרשים ניתן לראות כי בעת שריפת נייר העטיפה אנתלפיית התגובה הייתה הנמוכה ביותר,

כמות האנרגיה שנפלטת הייתה הגדולה ביותר- האנרגיה שנפלטה לסביבה הייתה הגדולה ביותר.

לעומת זאת בעת שריפת הבריסטול אנתלפיית התגובה הייתה הגבוהה ביותר, זאת אומרת

שכמות האנרגיה שנפלטה לסביבה הייתה הנמוכה ביותר. כל התגובות בניסוי היו תגובות

שבהן אנרגיה נפלטת לסביבה )האנרגיה מתבטאת באמצעות חום(. תגובותאקסותרמיות

שריפה למיניהן לרוב הן תגובות אקסותרמיות שפולטות חום.

סוג הנייר האוורירי ביותר הוא נייר העטיפה ואחריו הקרטון, נייר הטואלט, הנייר התעשייתי

והבריסטול, כך גם מסודרת אנתלפיית התגובה. כאשר לנייר העטיפה יש את האנתלפיית התגובה

הנמוכה ביותר.

מסקנות:

יקטן )יהיה שלילילפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שהדף אוורירי יותר כך ערך ה-

יותר(, מכיוון שתפלט יותר אנרגיה, המים יקלטו אנרגיה גדולה יותר, הטמפרטורה תגדל,

והאנתלפיה תגדל. זאת גילינו על ידי בדיקת השינוי באנתלפיית התגובה לאחר שינוי סוג הנייר

אותו שרפנו. לפי התוצאות מצאנו, כי כאשר סוג הנייר אוורירי יותר , כך אנתלפיית התגובה קטנה

האם וכיצד שריפת סוגי נייר שוניםיותר )שלילית יותר(. שאלת החקר שנשאלה הייתה:

35


לפי התוצאות גילינו שהתשובה לכך היא כן, סוג הנייר ששורפים אכן?משפיעה על ה-

משפיע על אנתלפיית התגובה, ככל שהוא יותר אוורירי אנתלפיית התגובה קטנה יותר.

נמצאים נוצרו שגיאות מדידה שבאות לידי ביטוי בכך שלא כל הערכים של הגרף שגיאות מדידה:

מגמה וזאת מכמה סיבות:העל קו

מדידת הנייר במאזניים- משקל לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(..1

הטמפרטורה הסופית בסוף התגובה שהוצגה לפי החיישן לא הייתה אחידה והיו שינויים.2

קלים, לכן נקלח הממוצע של הערכים.

שימוש בגפרור לשריפת הנייר יכלה לגרום לחימום באמצעות הגפרור של המים, ולכן.3

המים לא התחממו רק בזכות האנרגיה שנפלטה משריפת הנייר אלא מהגפרור.

חיישן הטמפרטורה לא חוטא מהניסוי הקודם אלא נוקה במים מזוקקים בלבד, יכול להיות.4

שנשארו עליו חומרים שונים שלא ירדו עם המים.

יש לעשות את הניסוי מספר פעמים, בשביל לאמת את הניסוי ולהראותתוקף ומהימנות:

שהתוצאות לא מקריות, בנוסף לנסות לתקן כמה שאפשר את שגיאות המדידה. יש להוסיף עוד

סוגי נייר ולראות שיש התאמה בין התוצאות למסקנות מהניסוי.


?Hהאם וכיצד החומר שממנו עשויי הנייר משפיע על ה-

36


נספחים:

חישובי האנתלפיה:

הפרשי טמפרטורה ניסוי גילוי ראשון חלק א'

Qכמות אנרגיה -

אנתלפיית התגובה

חלק ב'

הפרשי טמפרטורה



חלק ג'



37


ניסוי חקר:

עבור מדידה ראשונה:




עבור מדידה שניה:




עבור ניסוי שלישי:




38


עבור ניסוי רביעי:




עבור ניסוי חמישי:




39


חישובי טמפרטורה:

ניסוי ראשון- חלק ראשון:

ניסוי ראשון- חלק שני:

ניסוי ראשון- שלב שלישי:

40


חומצות בסיסיםניסוי חקר:

?pH ערך ה- פרש האם וכיצד משפיע זמן השהייה של מיץ תפוזים באוויר על השאלת החקר:

יקטן. מיץpHככל שזמן השהייה של מיץ התפוזים באוויר יהיה ארוך יותר כך ערך ה-השערה:

ידועC. ויטמין C וויטמין B9התפוזים מכיל חומרים שונים ומתוכם ויטמינים כגון ויטמין

גבוהות, המקטין את קצב תגובות חיזור בעל יכולות כימי כאנטיאוקסידנט טוב, הוא חומר

עובר תהליך של חמצון בקלות ולכן הוא לאורך זמןCשל חומרים אחרים בסביבתו. ויטמין חמצוןה

Cמתפרק, לכן לאורך הזמן שמיץ התפוזים יהיה חשוף לאוויר ובין היתר לחמצן שבאוויר ויטמין

יעבור תהליך של חמצון שבא לידי ביטוי בהעלאת ריכוז החומצה במיץ התפוזים, וכתוצאה מזה

:C של מיץ התפוזים לרדת. נוסחת מבנה של ויטמין pHיגרום לערך ה-

.pH הפרש ערך ה- משתנה תלוי:

זמן החשיפה של המיץ לאוויר בשעות.משתנה בלתי תלוי:

, ובקרה השוואתית בין תוצאה לתוצאה. כוס עם מיםמערכת בקרה:

, סוג התפוז וסוג המיץ. לחץ וטמפרטורת החדרגורמים קבועים:

.pH מדידה על ידי חיישן אמצעי מדידה של המשתנה תלוי:

ארבעה ימים.זמן משוער:

כלים:

חיישןpH

מסחטה

סכין

2.כוסות חד פעמיות קטנות

41

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%9E%D7%A6%D7%95%D7%9F

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%9E%D7%A6%D7%95%D7%9F_%D7%97%D7%99%D7%96%D7%95%D7%A8

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%D7%94


חומרים:

2תפוזים


כוסות חד פעמיות קטנות.2חתוך את התפוז וסחוט אותו עד למילוי .1

ההתחלתי של מיץ התפוז בשני הכוסות ורשום בטבלה עם תאריךpHמדוד את ערך ה- .2

ושעה את הערך הממוצע.

בכל כמה שעות )פעמיים ביום(pH את ערכו של ה- pHחזור ומדוד בעזרת חיישן ה- .3

למשך ארבעה ימים.


הנמדדpHערך ה- זמן חשיפה לאוויר בשעות

0 -pH4.54 התחלתי-----

23.9050.545

63.890.56

243.850.65

523.80.69

723.80.69

963.80.69

42


של מיץpH כך הפרש ערך ה- יותר,לפי הגרף ניתן לראות כי ככל שזמן החשיפה של מיץ התפוזים גבוה

של מיץ התפוז הוא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנהpHיותר. הפרש ערך ה- הוא גדול התפוז

לאורך הניסוי, כתוצאה מהמשתנה הבלתי תלוי שהוא זמן החשיפה של מיץ התפוזים לאוויר. המשתנה

במשתנה התלוי, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי-ישרהבלתי תלוי משפיע באופן ישיר, ביחס

בגרף.

ואפשר שלו גדלים, pHהפרש ערכי ה- , שלו ירדpHככל שהשארנו את מיץ התפוזים באוויר ערך ה-

שהוא אנטיאוקסידן, אשלגן וחומצהCלהבין מכך שריכוז החומצה בו גדל. מיץ תפוזים מכיל ויטמין

שייך לקבוצת הויטמינים הנמסים במים והוא גם עלול להתפרק בחום, באורC(. ויטמין B9פולית )ויטמין

או במגע עם חמצן, שבו הוא עובר תהליך של חמצון.

מצוי במיץ התפוזים עובר תהליך של חמצון וגורם למיץ התפוזים להיות חומצי יותר, עם הזמן, הC ויטמין

שעות( לא52 במיץ התפוזים. בשלב מסויים )לאחר pHתהליך החמצון מתמשך ולכן יש ירידת בערך ה-

שהיה במיץ התפוזים כבר עברC של מיץ התפוזים, וזאת משום שכל ויטמין pHנעשה שינוי בערך ה-

:Cתהליך חמצון והתפרק. זהו תהליך החמצון של ויטמין

מסקנות:

43

הפרש ערך ה- pH כפונקציה מזמן החשיפה של מיץ התפוזים לאוויר

0.50.520.540.560.580.6

0.620.640.660.680.7

0 20 40 60 80 100

זמן החשיפה בשניות

pH

ה- ך

ערש

פרה


לפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שזמן השהייה של מיץ התפוזים באוויר ארוך יותר כך ערך

שעות. לפי96 של מיץ התפוזים לאורך pH קטן. זאת גילינו על ידי בדיקת השינוי בערכי ה- pHה-

שלו pHהתוצאות מצאנו, כי כאשר מיץ התפוזים חשוף לאוויר למשך זמן ממושך יותר ערכי ה-

+H3Oקטנים ורמת החומציות שלו עולה )ריכוז יוני ה-)aq( :שאלת החקר שנשאלה הייתה .)גדל

לפי התוצאות ? pH האם וכיצד משפיע זמן השהייה של מיץ תפוזים באוויר על שינוי ערך ה-

, הואpHגילינו שהתשובה לכך היא כן, זמן השהייה של מיץ התפוזים באוויר משפיע על ערכי ה-

מקטין אותם.



מדידת כמות התפוז בכוס החד פעמית לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(..1

שהוצג לפי החיישן לא היה אחיד והיו שינויים קלים, לכן נלקח הממוצע שלpHערך ה- .2

הערכים.

יכול להיות שמעט מיץ תפוזים התאדה בזמן הניסוי ולכן כמות המיץ לא הייתה שווה בדיוק.3

בכל הניסוי.

לא חוטא מהניסוי הקודם אלא נוקה במים מזוקקים בלבד, יכול להיותpHחיישן ה- .4


Rסה"כ שגיאת המדידה הינה קטנה מכיוון שניתן לראות כי הנקודות קרובות מאוד לקו המגמה וה- קרוב לאחד. )כאשר הוא שווה לאחד כל הערכים בגרף נמצאים על קו המגמה(.2


שהתוצאות לא מקריות, בנוסף לנסות לתקן כמה שאפשר את שגיאות המדידה.


?pHהאם וכיצד משפיע זמן השהייה של מיץ רימונים באוויר על שינוי ערך ה-

44


נספחים:

45

חימצון הקשרהכפול

OH

אף קבוצהקרבוקסילית

שלוש קבוצותקרבוקסיליות

1

23


חיזור חמצוןניסוי גילוי:

חומרים וכלים:

מבחנות ובהן:

HCl)aq 6M

KMNO4)aq 0.1M

( הפטאן)

ניירKI

0.1M

0.1M

0.1M

2M

תמיסה רוויה

KI)aq( 0.1M


.HCl)aq 6M טיפות של תמיסת 20 ו-KMNO4)aq 0.1M מ"ל של 2מערבבים במבחנה .1

רטוב.KIשמים בפי המבחנה נייר

מ"ל1 מוסיפים 0.1M מ"ל תמיסת 1 ו- KI)aq( 0.1M מ"ל תמיסת 2מערבבים .2

של הפטאן ומנערים היטב.

מ"ל1 מוסיפים 0.1M מ"ל תמיסת 1 ו- 0.1M מ"ל תמיסת 2מערבבים .3

של הפטאן ומנערים היטב.

KMNO4. מטפטפים 2M טיפות 3 מוסיפים 0.1M מ"ל תמיסת 1ל- .4

)aq .עד לשינוי צבע

2 ו-KI)aq( 0.1M מ"ל 3, מוסיפים מ"ל תמיסה רוויה של 5למבחנה המכילה .5

מ"ל הפטאן ומנערים שוב היטב.2. מערבבים ולאחר מכן מוסיפים 2M טיפות

תצפיות: .6

46


תצפית לתגובהמספר תגובה

היה סגול. KMNO4)aqצבעה ההתחלתי של תמיסת א

a(KMNOa )שצבעה שקוף( לתמיסת ה- )HCL)aqעם הוספתה של חומצת ה-

q( השתנה הצבע הסגול לחום

הרטוב שצבעו לבן, הפך צבע הנייר מלבן לסגולKIעכור. בטבילת נייר ה-

כהה, אדום- חום.

לתמיסת ה-)aq(FeCl3 הוא שקוף וצבעה של תמיסת ה- )KI)aqצבע תמיסת ה- ב

KI)aq( .הפך צבע התמיסה החדשה לכתום- אדמדם

לאחר הוספת ההפטאן והניעור הופיעה שכבה סגולה עליונה ושכבה

תחתונה אדומה.

השקופה מתקבלת)aq(KBr שצבעה צהוב לתמיסת )FeCl3)aqעם הוספת ה- ג

תמיסה שצבעה צהוב.

חר הוספת ההפטטאן וערבוב התמיסה לא השתנה צבעה הצהוב שללא

התמיסה אולם מעליה הופיעה שכבה שקופה.

הוא שקוף וערבובםH2SO4 ו- )FeSO4)aqתבעם ההתחלתי של שני התמיסות ד

יוצר תמיסה בעלת צבע צהבהב- שקוף.

, שצבעו בגול, גורמת להיווצרות צבע וורוד)KMO4)aqהוספת טיפות ה-

אך ככל שמוסיפים יותר טיפות, זמן הופעת הצבע הוורודשנעלם בערבוב,

מתארך, התמיסה מקבלת צבע חום- אדום. לאחר מספר דקות, הבחנו בכך

צבע החום הוא דומיננטי במבחנה.שהתמיסה הופכת להיות עכורה, כשה

אשר צבען)aq(KI ו-)KIO3)aqאל תוך המבחנה הוספנו את שתי התמיסות ה

שקוף.

צבעה השוף של התמיסה השתנה, הופיעוגווני צהובH2SO4בעת הוספת ה

וחום, ולבסוף נוצרה תמיסה בעלת צבע אדום- כתמתם.הוספת ההה\פטאן

חלקים: עליון- סגלגל שקוף ותחתון- נשאר כתום.גורמת להיווצרות שני

הפך לסגול עז והצבעהניעור החזק הביא לכך שהצבע בשכבה העליונה

התחתונה נשאר כתום אך התבהר במעט.בשכבה

47



תגובה א':

למבחנה מתרחשת תגובת)aq(HCl ועם הוספת חומצת ה- )KMNO4)aqבכלי נמצאת תמיסת

יכול רק)Cl-)aqחמצון- חיזור. אנו יכולות לדעת שהכלור הוא זה שיעבור תהליך חמצון, כיוון ש-

בתגובה יעבור את תהליך החיזור, כלומר הוא יקבל אלקטרונים.Mn+7למסור אלקטרונים. לכן ה-

לפיכך, נוכל לראות כי ישנם שתי תגובות אפשריות שיכולות להתרחש המבחנה )שעבורן מתח

התא הכולל הוא חיובי(.

התרחשה תגובת חמצון חיזור בין הכלור במבחנה ליוד:KIבטבילת נייר ה-

.KIצבעו של היוד המוצק שהתקבל בתגובה הינו חום ועל כן הופיע בצבע חום על גבי נייר ה-

תגובה ב':

בכלי נמצאת תמיסת אשלגן יודי. בהוספת תמיסת ברזל כלורי למבחנה תתרחש תגובת חמצון-

חיזור בין יוני הברזל ליוני היוד. יוני היוד יעברו תהליך של חמצון. יוני הברזל בתגובה יעברו תהליך

של חיזור והם יהיו המחמצנים, כלומר יקבלו אלקטרונים, לעומת יוני היוד יעברו תהליך של חמצון

ויהוו מחזרים בתגובה, כיוון שהם יכולים רק למסור אלקטרונים. תתרחש התגובה הבאה:

, שצבען חום אדמדם. לכן, צבע, בצבעם צהוב, ומולקולות תוצרי התגובה הם יוני

התמיסה השתנה לצבע כתום- אדמדם.

מולקולת היוד הנוצרות בתגובה הן קשות תמס מכיוון שהכוחות הבינמולקולרים הקיימים בין

המולקולות הם קשרי ו.ד.ו ולכן לא נוצרים קשרי מימן עם המים כי אין קשרי מימן. לעומת זאת,

, בהפטאן

48


בדומה ליוד קיימים קשרי ו.ד.ו ועל כן הם מתמוססים זה בזה. לכן כשהוספנו הפטאן התרחשה

תגובת ההמסה הבאה:

ההפטאן הוא קשה תמס ולכן זו הסיבה להיווצרות שתי שכבות בכלי. בפאזה העליונה מצוי

ההפטאן בעוד שבשכבה התחתונה מצויים המים והחומרים המתמוססים בו. השכבה העליונה,

בה התמוסס היוד בהפטאן הינה סגולה, כיוון שצבעו של היוד כמומס הוא סגול. לעומת זאת צבעה

הכתום- אדמדם של השכבה התחתונה התבהר כעבור כמה דקות וזאת כיוון שחלק ממולקולות

היוד שהיו מצויות בה, התמוססו בהפטאן. מה שנותר בשכבה התחתונה בם יוני הברזל הצהובים

ומספר קטן יותר של מולקולות יוד שלא התמוססו בהפטאן.

תגובה ג':

. לא התרחשה תגובה במבחנה.והוספנו תמיסת הכנסנו אל הכלי את תמיסת ה

דבר זה מסביר מדוע לא חל שינוי בצבע התמיסה והיא נשארת צהובה כפי שהייתה בהתחלה.

לאחר הוספת ההפטאן והערבוב, נוצרו שתי שכבות. עליונה שקופה ותחתונה צהובה. זאת מכיוון

שלהפטאן אין קשרי מימן ולכן הוא אינו מסיס במים, ועל כן הוא צף מעל השכבה המימית.

תגובה ד':

. התרחשה תגובת חמצון- חיזור. בעת ערבוב התמיסות

יעברו תהליך חמצון וימסרו יעבור תהליך חיזור ויקבל אלקטרונים, ולכן יוני ה-

אלקטרונים.

. תחמוצת זו אינה שוקעת מיד עם היווצרותההתחמוצת שנוצרת היא תחמוצת המנגן

נוצרים חלקיקי מוצק קטנים מאוד אשר גורמים לגוון החום כהה ולעכירות התמיסה. ייתכן שיוני ה-

ויצרו חומר מוצק קשה תמס: הגיבו עם יוני ה-

. במבחנה מתרחשת תגובת הוספנו תמיסת אשלגן יודי וטיפות לתמיסה של

חמצון חיזור שבה היון יוד עובר תהליך חמצון, כיוון שיוני היוד יכולים רק למסור אלקטרונים. ה-

יעבור תהליך חיזור ויקבל אלקטרונים.

49


.התרחשות תגובה זו הביא ליצירת תמיסה אדומה- כתומה, שכן נוצר בה

בהוספת ההפטאן, נחלקים החומרים בכלי לשתי חלקים. כיוון שהפטאן הינו חומר אורגני שבו

יתמוסס בהפטאן שבשכבה העליונה,קשרי ו.ד.ו בלבד ואילו למים יש קשרי מימן, חלק מה-

כיוון שבשניהם מתקיימים כוחות ו.ד.ו.

התמוססות זו יוצרת צבע סגול בשכבה העליונה בה יוני יוד שצבעם סגול, ובתחתונה נותר הצבע

בה.הכתום המעיד על הימצאות היוד

הערבוב מביא לשינוי בחוזק הצבעים, הסגול הפך לעז ואילו הכתום התבהר, וזאת מכיוון

שבערבוב, יותר יוד מהשכבה התחתונה עבר לעליונה והתמוסס בהפטאן.

שאלות המתעוררת בעקבות הניסוי:

0.1 האם וכיצד חוזק החומצה שמוסיפים לתמיסתM ישפיע על מספר טיפות

שיש להוסיף לתמיסה על מנת להגיע לשינוי קבוע בצבע התמיסה?KMNO4)aq 0.1M ה-

-האם וכיצד ישפיע ריכוז תמיסה הKIעל הצבע הסגול שיוצר בתגובת החמצון- חיזור

והפטאן?0.1M בערבוב התמיסה עם תמיסת

-האם וכיצד משפיעה הטמפרטורה על קצב החמצון ביין אדום יבש )קריניאן אדום יבש

יקבי ברקן(? )על ידיד טיטרציה(

)האם וכיצד משפיעה זמן החשיפה לאוויר ביין אדום יבש )קריניאן אדום יבש- יקבי ברקן

על ערך

?pHה-

-האם וכיצד משפיעה הטמפרטורה על שינוי הpH-ביין אדום יבש )קריניאן אדום יבש

יקבי ברקן(?

50


ניסוי חקר:

ביין אדום יבש )קריניאן אדום יבש-pH האם וכיצד משפיעה הטמפרטורה על שינוי ה- שאלת חקר:

יקבי ברקן(?

יהיה קטן יותר. היין מורכב מכמה חומצות:pHככל שהטמפרטורה גבוהה יותר ערך ה- השערה:

חומצה טרטרית, חומצה מאלית, חומצה ציטרית, חומצה לקטית, חומצה אצטית וכן כמויות זניחות

של חומצות אי אורגניות )חומצה פחמתית וגופרתית(. החומצות העיקריות בעלות התפקיד

המשמעותי ביותר הן החומצה הטרטרית, החומצה המאלית והחומצה הלקטית הנוצרת כתוצאה

מתהליך התסיסה עובר היין. היין יעבור תהליך של חמצון, מה שיוסיף לריכוז החומצי שלו, וכלל

שהטמפרטורה גבוהה יותר יש אנרגיה קינטית גבוהה יותר ובנוסף הקשרים הבין- מולקולאריים

הכוהל עובר חמצון לחומצה , ולכן יש ריכוז גדול יותרחלשים יותר מה שמקל על תהליך החמצון,

תהליך חמצון הכוהל:. יורדpHשל חומצות ולכן ה-

.pH דקות- נמדדת על ידי חיישן 15 של היין לאחר pH רמת ה-משתנה תלוי:

טמפרטורת היין )במעלות צלזיוס(משתנה בלתי תלוי:

סוג היין, נפח כוס המדידה וכמות היין.גורמים קבועים:

יין בטמפ' החדר- בקרה השוואתית.בקרה:

51


כלים:

2 מ"ל100 כוסות

פלטת חימום

מד-טמפרטורה

חיישןpH.

גפרורים

חומרים:

)בקבוק יין אדום יבש )קריניאן אדום יבש- יקבי ברקן

.pH מד- טמפרטורה וחיישן אמצעי מדידה של המשתנה התלוי:

דקות.60: זמן משוער לביצוע


מ"ל יין.50לתוך חמש כוסות מילאו .1

ההתחלתי של היין.pHנמדד ערך ה-.2

כל כוס הונחה במקום אחר ובו טמפרטורה שונה:.3

-20°с.

-30°с.

-40°с.

-50°с.

-60°с.

דקות בטמפרטורות לעיל נמדד ערכי 15לאחר .4

.pH, בעזרת חיישן pHה-


ההתחלתי שלpHערך ה-

היין

C°22)3.474 )טמפ' החדר

טמפרטורת הייןמספר מדידה

דק'15במשך

15 לאחר pH ערך ה-

דק'

1C°203.392-0.082

52


2C°303.392-0.082

3C°403.269-0.205

4C°503.228-0.246

5C°603.064-0.41

ביין pH נמוכה יותר. רמת ה-pH לפי הגרף ניתן לראות כי ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר כך רמת ה-

דקות היא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך הניסוי, כתוצאה מהמשתנה הבלתי15לאחר

דקות. המשתנה הבלתי תלוי משפיע באופן ישיר, היחס הפוך במשתנה15תלוי שהוא טמפ' היין במשך

התלוי, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי- בגרף.

לפי השערתנו, כיוון שהיין עובר חמצון כאשר הוא חשוף לאוויר, ככל שטמפרטורת היין גבוהה יותר

כך התגובה המתרחשת ביין מהירה יותר, כיוון שהאנרגיה הקיטנית גבוהה יותר ובנוסף הקשרים

הבינמולקולרים חלשים יותר מה שמקל על תהליך החמצון, ובנוסף מצויות החומצות שמרכיבות

.pHאת היין, ולכן ריכוז החומצה עולה וזאת רואים בירידת ה-

מסקנות:

ביין יהיה קטןpHלפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך ערך ה-

דקות. לפי התוצאות מצאנו, כי15יותר. זאת גילינו על ידי בדיקת השינוי בחומציות ביין לאורך

כאשר היין נשאר בטמפרטורה גבוהה יותר הפרשי רמת החומציות היו גדולים יותר. שאלת החקר

ביין אדום יבש )קריניאן pH האם וכיצד משפיעה הטמפרטורה על שינוי ה- שנשאלה הייתה:

לפי התוצאות גילינו שהתשובה לכך היא כן, הטמפרטורה אכן משפיעהאדום יבש- יקבי ברקן(?

, היא מקטינה אותו.pHשינוי ה-

53

הפרשי pH כפונקציה מטמפרטורת היין לאחר 15 דק'

y = -0.0082x + 0.123

R2 = 0.9091

-0.45

-0.4

-0.35

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0 10 20 30 40 50 60

טמפרטורת היין במעלות צלזיוס

pH

ה- שי

פרה




מדידת כמות היין במ"ל במסורה לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(..1

שהוצג לפי החיישן לא היה אחיד והיו שינויים קלים, לכן נלקח הממוצע שלpHערך ה- .2

הערכים.

יכול להיות שמעט יין התאדה בזמן הניסוי ולכן כמות היין לא הייתה שווה בדיוק בכל ניסוי..3

לא חוטא מהניסוי הקודם אלא נוקה במים מזוקקים בלבד, יכול להיותpHחיישן ה- .4


Rסה"כ שגיאת המדידה הינה קטנה מכיוון שניתן לראות כי הנקודות קרובות מאוד לקו המגמה וה- כמעט שווה לאחד. )כאשר הוא שווה לאחד כל הערכים בגרף נמצאים על קו המגמה(.2

יש לעשות את הניסוי מספר פעמים, בשביל לאמת את הניסוי ולהראותתוקף ומהיימנות:


שאלות בעקבות התוצאות והמסקנות

האם וכיצד השפעת הטמפרטורה על קצב החימצון משתנה ביינות שונים?•

האם וכיצד תשפיע הטמפרטורה על קצב החמצון ביינות בהם אחוז האלכוהול ההתחלתי•

( תהיה זהה להשפעתה על קצב החמצון ביינות השולחניים )בהם20%גבוה מאוד )מעל

אחוזי האלכוהול ההתחלתיים נמוכים יותר(?

האם וכיצד קצב החמצון של היינות השונים מושפע מתנאיי הלחות באותו אופן כמו שהוא•

מושפע מהטמפרטורה?

האם וכיצד קצב בחמצון של היינות השונים מושפע ממידת החשיפה שלהם לאור באותו•

אופן שבו הוא מושפע מטמפרטורה?

האם וכיצד משפיעה הטמפרטורה על קצב החמצון של מיץ רימונים )הידוע כאנטי-•

אוקסידנט טוב( באותו האופן שבו משפיעה הטמפרטורה על קצב החמצון היין אדום יבש

)קריניאן אדום יבש- יקבי ברקן(?

54


טיטרציה ידנית

: )aq( NaOHע"י )HCl )aq חלק א': סתירת

חומרים:

NaCl 0.1 בריכוזM( 25)מ"ל בתוך ביורטה

HCl( 10 בריכוז לא ידוע)מ"ל

פנול פתלאין

כלים:

מ"ל10פיפטה בנפח של

מ"ל25ביורטה בנפח של

ארלנמייר

סטופר

טיטרציה ראשונה:

מ"ל25קריאה התחלתית בביורטה

מ"ל10.2קריאה סופית לאחר פעולת הטיטור

מ"ל10.2 שנדרשה לטיטורNaOHנפח תמיסת ה

טיטרציה שנייה:


מ"ל10.4קריאה סופית לאחר פעולת הטיטור

מ"ל10.4 שנדרשה לטיטורNaOHנפח תמיסת ה

55


: HCl חישוב ריכוז ה-

NaCl )aq( +H2O )l( HCl )aq( + NaOH )aq(

V=0.0103 l

C=0.1M

N=0.00103 molN=0.00103 mol

V= 0.01 l

C =0.103 M

)aq( NaOHע"י )NaHSO4 )s חלק ב': סתירת

חומרים:

NaOH 0.1 בריכוזM( 25)מ"ל בתוך הביורטה

NaHSO4שהמסה שלו לא ידוע

פנול פתלין

כלים:

מ"ל10פיפטה בנפח של

מ"ל25ביורטה בנפח של

ארלנמייר

סטופר

טיטרציה שנייה:


מ"ל9קריאה סופית לאחר פעולת הטיטור

מ"ל9 שנדרשה לטיטורNaOHנפח תמיסת ה

56


:NaHSO 4 חישוב המסה של

Na2SO4 )aq( +H2O )l( NaHSO4 )aq( + NaOH )aq(

V=0.09 l

C=0.1M

N=0.009 molN=0.009 mol

Mw= 120 gr\mol

M=1.08 gr

57


טיטרציה ממוחשבת )aq(HCl בנקודת הסתירה )נקודת סיום הטיטרציה( בין ה- pH למצוא את רמת ה-מטרת הניסוי:

M0.1 לבין aOH)aq( M0.1.באמצעות חיישן ממוחשב

, מכווין שבנקודת הסתירה החומצה והבסיס סוטרים7 יהיה pH : בנקודת הסטירה ערך ה-השערה

(בערך)aq(-OH( וכמות הבסיס ))aq(+H3Oזה את זה כמעט לחלוטין וכמות החומצה )יוני ה-

יהיה נייטרלי.pH שווים. לכן ה-

כלים:

מ"ל250 כימית כוס

מ"ל100משורה של

משפך

מ"ל ומעמד מתאים50ביורטה

חיישןpH

מ"ל10פיפטה של

מקל זכוכית

חומרים:

HCl)aq( M0.1

NaCl)aq( M0.1


מהלך ניסוי:

.NaOH 0.1Mמלא את הביורטה תמיסת .1

.)0.1M HCl)aq מ"ל תמיסת 10בעזרת פיפטה מלא לתוך הכוס הכימית .2

מ"ל מים מזוקקים90הוסף לתוך כוס באמצעות מסורה .3

והיכנס לתוכנת המולטי לוב במחשב. בדוק שחיישןpH הכנס לתוך הכוס את חיישן ה-.4

מעודכן במחשב והכנס את הנתונים המתאימים.

הפעל את התוכנית והתחל בתהליך הטיטור )טיפטוף החומצה מהביורטה לבסיס הנמצא.5

בכוס הכימית(

לאחר שהגרף מתאזן בסוף עצור את התוכנה..6

שמור ל הגרף שקיבלת..7

58



תצפיות: התמיסה נשארה שקופה לכל אורך הניסוי.

.2.345 ההתחלתי של התמיסה שווה ל -pHה-

.10.223 הסופי של התמיסה שווה ל- pHה-

(10.223+2.345\)2=6.284 בנקודת הטיטרציה ע"י ממוצע: pHחישוב

.6.284 שווה ל- pHנקודת הטיטרציה המלאה היא כאשר ה-

בנקודת הטיטרציה המלאה החומצה והבסיס סותרות אחת את השנייה באופן מלא כך שבכלי ה-

pH-ובאמת ניתן לראות כי בניסוי שלנו בנקודת הטיטרציה המלאה ה- 7 אמור להיות שווה ל ,pH

. התגובה שהתרחשה הייתה:7קרוב בערכו ל-

H3O+)aq(+OH-

)aq (-> H2O)l(

בתמיסה שבכוסpHערך ה- זמן )בשניות(

המדידה

02.346

42.53.221

504.5

67.56.25

7587.995

1009.651

15010.223

הסבר מדעי לניסוי ותיאור הגרף:

בכוס בה נמצאת תמיסת החומצה, לכן הגרף שמתקבל הואpHבניסוי זה אנו מודדים את ערך ה-

הוא חומצי וערכו נמוך. אין אנו מוסיפים לכוסpH כתלות בזמן בשניות. בתחילה ה- pHערך ה-

נותר ללא שינוי והגרף מגיע לישר מתון, )למעט ההגבה של המים עםpHחומר נוסף, לכן ה-

הפחמן הדו חמצני שבאוויר, אך התגובה איטית ולכן ניתנת לזניחה- נכנסת לשגיאות המדידה(,

אינו משתנה.pHלכן ניתן לראות כי בתחילת הגרף הוא קו ישר שמקביל לציר הזמן – ה-

pHעם התחלת הטיטור וטפטוף הבסיס לכוב, הגרף מתחיל במגמה של עליה, כלומר ערך ה-

+H3Oעולה, ריכוז יוני ה- )aq -קטן וריכוז יוני ה OH-

)aq.גדל

-OHבמשך הטיטרציה, נוספים יותר ויותר יוני )aq( -הסותרים את יוני ה H3O+

)aq.של החומצה

)נייטרלי(. את הטיטרציה הידנית7 שלהן הוא pHבתגובה זו מתקבלות מולקולות מים שה-

הפסקנו בסמוך לנקודה הניטלרית והוספנו עוד טיפת חומצה על מנת לוודא שאכן מצאנו את

, כלומר התמיסה עד נקודת הסתירה7 לאחר מכן אכן נמוך מ-pHנקודת הסתירה המלאה וה-

הייתה שקופה ובהוספת טיפה של חומצה היה שינוי בצבע האינדיקטור.

59


הבסיסי,pHלעומת זאת את הטיטרציה הממוחשבת עצרנו בשלב מאוחר יותר עם התייצבות ה-

בנקודה זו ריכוז יוני החומצה בתמיסה שנוצרה נסתר במלאו וגם ריכוז הבסיס עולה על ריכוז

החומצה.

השוואה בין טיטרציה ידנית לממוחשבת:

טיטרציה ממוחשבתטיטרציה ידניתקריטריונים להשוואה

נקודת הסתירה המלאהזיהוי סתירה מלאה

ניתנות לזיהוי על פי צבעו של


נקודת הסתירה המלאה

נקבעת על פי הגרף וחישוב

ההתחלתיpHממוצע בין ה-

לסופי.

מינמלי, כיוון שמסתמכים עלדיוק

מראה ויזואלי ועל ראיה

אנושית שיש לה טעות מדידה

פיזית

מיבי, כיוון שיש שימוש בציוד

ממוחשב וחיישנים רגישים

ומדויקים.

זמן הניסוי כולו ארוך יותרזמן הניסוי

מכיוון שהדיוק הוא מינימלי ויש

צורך לחזור על הטיטרציה

מספר פעמים, בנוסף תהליך

הטיטרציה עצמו ארוך יותר

מכיוון שהטיטור לא רציף )כל

טיפה יש לבדוק את צבע

התמיסה(

זמן הניסוי כולו קצר יחסית

כיוון שהטפטוף רציף והדיוק

מרבי, ולכן אין צורך לבצע שוב

את התהליך.

בשני התהליכים נדרש ציוד טיטרציה רגיל: ביורטה חומצה,ציוד וחומרים

בסיס, מים מזוקקים, פיפטה, משפך ומסורה

שימוש בחיישנים, מחשב,אין שימוש במכשור ממוחשבמכשור

ותוכנת המולטי לוג.

נמוכה יחסית- שימושעלות

בחומרים וציוד הנדרשים

לטיטרציה רגילה. כמו כן

משתמשים ביותר חומרים

בגלל החזרות על הניסוי, אך

המחיר זניח.

גבוהה מאוד- יש לשימוש

בתוכנה וציוד ממוחשב יקר

וחיישנים בלעות גובהה.

עלות נמוכה יחסיתיתרונות

נגישות גבוהה כיון שאין צורך

במכשור ממוחשב ויקר שקשה

להשיגו

דיוק מירבי

זמן ניסוי קצר יותר

אין צורך באינדיקטור ושימוש

נוסף של החומרים וביזבוזם

דיוק נמוך יחסיתחסרונות

זמן ניסוי ארוך

עלות גובהה מאוד

נגישות נמוכה כיוון שקשה

להשיג את המכשור היקר

60


צורך צורך באינקטור ושימוש

נוסף של החומרים וביזבוזם

לפי המסקנות העולות מההשוואה אפשר להסיק שטיטרציה ממוחשבת עדיפה מבחינה של דיוק

אך טיטרציה ידנית עדיפה מבחינה כלכלית. אם קיים הציוד המתאים במעבדה )ציוד ממוחשב(

עדיף השימוש בטיטרציה ממוחשבת.

61


נחש שחורניסוי גילוי:

חומרים:

13 גרם סוכר למאכל C12H22O11)s(.

2 גרם סודה לשתייה NaHCO3)s(.

10 מ"ל אתאנול CH3CH2OH)l(.

4כפות חול

כלים:

צלחת פטרי מזכוכיות מצופה בנייר אלומניום

גפרורים

טפי

מ"ל100כוסית כימית

כפית


מטר1סרט מדידה

משטח עץ


ס"מ.2שפכו את החול על הצלחת ובעזרת האצבע צרו גומה בקוטר של כ- .1

ערבבו היטב את הסודה לשתייה והסוכר בכוסית קטנה..2

בעזרת טפי פזרו בצורה שווה חצי מכמות האתאנול בגומה..3

שפכו את התערובת )סודה לשתייה והסוכר( לתוך הגומה..4

פזרו את הכמות הנותרת של האתאנול סביב ערמת הסוכר והסודה לשתיה, על החול.5

בגבול שבין הערמה לחול.

בעזרת גפרור הדליקו את האתאנול..6

רשמו תצפיות..7

62


תצפיות ותוצאות הניסוי:

במהלך הניסוי התרחשו שלושה תהליכים:

שריפת האתאנול

פירוק הסוכר

פירוק הסודה לשתיה

ערבבנו את הסוכר ואבקת הסודה לשתיה ששתיהן לבנות, הסוכר הוא גבישי לעומת הסודה

על החול ולאחר מכן הוספנו את התערובת שלשקוףלשתיה שהיא אבקה. שפכנו אתאנול שצבעו

הוספנו עוד אתאנול. לאחר שהדלקנו את האתאנול הסוכר, והסוכר ואבקת הסודה לשתיה

התחמם ונהפך לזהוב מלווה בריח מתקתק, הוא עבר התכה ונוצרו בועות גז. לאט לאט גדל 'נחש

ס"מ.43.2 דקות אורכו היה 9שחור' ולאחר

הגורם להתכה,החול הוא המצע עליו מתרחש התהליך. האתאנול נדלק ונשרף תוך שחרור חום

של

לפחם. הסודה לשתיה מתפרקת בחום תוך פליטת הפיכתוהסוכר לקרמל, התחמצנותו ואחר כך

קרמל השרוף, על ידי כך הגז המשתחרר נכלא בנוזלהגז דו תחמוצת הפחמן. הגז גורם להקצפת

והתוצאה היא צמיחת "נחש שחור" גדול ממדים.,הסוכר הסמיך וגורם לניפוחו של הנוזל והפחם

s(C)ואדי מים( "מנפחים" את הפחם )פחמן דו- חמצני הגזים השונים שנוצרים עקב פרוק החומרים

.המוצק השחור, שנוצר מפרוק הסוכר, ולכן מתקבל "נחש שחור" אוורירי, ()


ס"מ?15האם וכיצד הטמפרטורה של החול משפיעה על זמן גדילת הנחש לאורך

?האם וכיצד כמות האתאנול משפיע על מהירות היווצרות הנחש

-דקות?4האם וכיצד כמות האתאנול משפיע על אורך הנחש ב

-דקות?4האם וכיצד סוג האלכוהול משפיע על אורך הנחש ב

-דקות?5האם וכיצד סוג הסוכר משפיע על מהירות היווצרות הנחש ב

63


ניסוי חקר:

משפיע על מהירות היווצרות הנחש )CH3CH2OH)l האם וכיצד כמות האתאנול שאלת החקר:

דקות?4ב-

ככל שיהיה יותר אתאנול כך מהירות היווצרות הנחש במשך ארבע דקות תהיה גבוההשערה:

יותר, כיוון שככל שיהיה יותר אנאנול, יהיה יותר חומר שיגיב עם החומרים שבניסוי לקבלת הנחש

השחור, וכן הנחש יגדל במהירות גדולה יותר.

דקות בס"מ לשניה, נמדד על ידי מציאת אורכו וחילוק4 מהירות היווצרות הנחש ב-משתנה תלוי:

בזמן.

מ"ל אתאנול.משתנה בלתי תלוי:

ללא אתאנול ובקרהצלחת פטרי עם נייר אלומניום, סוכר וסודה לשתיהחיצונית- מערכת בקרה:

השוואתית.

סוג הסוכר, נפח הכלי, נייר האלומיניום, סוג החול והטמפרטורה שלו, סוג הסודהגורמים קבועים:

לשתיה, כמות הסוכר, כמות הסודה לשתיה, סוג החול, לחץ וטמפרטורת החדר.

מטר ושעון עצר.1 מדידה על ידי סרט מדידה של אמצעי מדידה של המשתנה תלוי:

דקות.45 זמן משוער:

חומרים:

54 גרם סוכר למאכל C12H22O11)s(.

8 גרם סודה לשתייה NaHCO3)s(.

60 מ"ל אתאנול CH3CH2OH)l(.

16כפות חול

כלים:

צלחת פטרי מזכוכיות מצופה בנייר אלומניום

גפרורים

טפי

מ"ל100כוסית כימית

כפית


מטר1סרט מדידה

משטח עץ

כוס מדידה בקוטר של הצלחת הפטרי

64



ס"מ.2שפכו את החול על הצלחת ובעזרת האצבע צרו גומה בקוטר של כ- .1

ערבבו היטב את הסודה לשתייה והסוכר בכוסית קטנה..2

מדידה5בעזרת טפי פזרו בצורה שווה חצי מכמות האתאנול בגומה. )מדידה ראשונה .3

(30, מדידה רביעית 15, מדידה שלישית 10שניה

שפכו את התערובת )סודה לשתייה והסוכר( לתוך הגומה..4

פזרו את הכמות הנותרת של האתאנול סביב ערמת הסוכר והסודה לשתיה, על החול.5

בגבול שבין הערמה לחול.

דקות.4בעזרת גפרור הדליקו את האתאנול, ומדדו .6

לאחר ארבע דקות היעזרו בכוס מדידה בגודל הצלחת וחינקו את הלהבה, ומדדו את אורך.7

הנחש.

( תוך3חזרו על הניסוי ארבע פעמים עם כמויות שונות של אתאנול )כרשום בסעיף .8

שמירה על יחס שווה בין האתאנול שמפזרים בגומה לפני ואחרי.


4אורך הנחש לאחר מ"ל אתאנול

דקות בס"מ

מהירות ההיוצרות

של הנחש

)אורך/זמן( בס"מ

לשניה

5370.1542

10210.0875

1570.0292

300.50.00208

65


מהירות היווצרות הנחש כפונקציה מכמות האתאנול

0

20.0

40.0

60.0

80.0

1.0

21.0

41.0

61.0

81.0

0 5 01 51 02 52 03

מ"ל אתאנול

השני

למ

ס"ב

ש ח

הנת

רווצ

היות

רוהי

מ

לפי הגרף ניתן לראות כי ככל שכמות האתאנול במ"ל גבוהה כך מהירות היווצרות הנחש בס"מ לשניה

נמוכה יותר. מהירות היווצרות הנחש בס"מ לשניה היא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך

הניסוי, כתוצאה מהמשתנה הבלתי תלוי שהוא כמות האתאנול במ"ל. המשתנה הבלתי תלוי משפיע

במשתנה התלוי, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי- בגרף.ךבאופן ישיר, ביחס הפו

כאשר יש יותר אתאנול הוא נשרף ופולט יותר אנרגיה שבאה על ידי ביטוי בחום, לכן נפלט יותר גז

ובמהירות גבוהה יותר, ככל שמהירות השריפה של האתאנול מהירה יותר, הסוכר לא מספיק

בגלל הטמפרטורה, בנוסף.להפוך לנוזל צמיגי ולכן מולקולות הגז פחות ופחות נלכדות בנוזל

וכך הגז מתפשט אף,הגבוהה של הגז ככל שיש יותר אתאנול הגז בעל אנרגיה קינטית גבוהה יותר

בא לידי ביטוי בגודל הנחש, ככלו מה שמקשה עוד יותר לנוזל הצמיגי ללכוד את הגז,,יותר מהר

שגודל הנחש קטן יותר במשך ארבע דקות מהירות היווצרותו קטנה גם כן.

מסקנות:

ככל שיהיה יותר אתאנול כך מהירות היווצרות הנחש במשך ארבע שלפי תוצאות הניסוי השערתנו

. זאת גילינו על ידי בדיקת מהירות היווצרות הנחש השחור לאורך, לא נכונהדקות תהיה גבוה יותר

דקות לאחר שינוי כמות האתאנול בניסוי. לפי התוצאות מצאנו, כי כאשר כמות האתאנול בעת4

סוכר קטנה יותר כך מהירות היווצרות הנחש גדולה יותר. שאלת החקרהסודה לשתיה והשריפת

שנשאלה הייתה:

דקות? 4 משפיע על מהירות היווצרות הנחש ב- )CH 3CH2OH)l האם וכיצד כמות האתאנול

לפי התוצאות גילינו שהתשובה לכך היא כן, כמות האתאנול אכן משפיעה על מהירות היווצרות

דקות, היא מקטינה אותו.4הנחש לאורך

66




מדידת מסת החומרים לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(.

היו אחידות כיוון שכל פעם לבעירה לקח זמן שונה להסתיים.לא דקות הבעירה 1.4

טמפרטורת צלחת הפטרי לא הייתה זהה בכל הניסויים כי השתמשנו בשתי צלחות בלבד..2

ישנה טעות מדידה במדידת אורך הנחש מכיוון שנעשה שימוש בסרט מדידה שמדוייק.3

במילימטרים בלבד.

R2סה"כ שגיאת המדידה הינה קטנה מכיוון שניתן לראות כי הנקודות קרובות לקו המגמה וה-

קרוב לאחד. )כאשר הוא שווה לאחד כל הערכים בגרף נמצאים על קו המגמה(.

יש לעשות את הניסוי מספר פעמים, בשביל לאמת את הניסוי ולהראותתוקף ומהיימנות:



דקות?4האם וכיצד היחסים של הסוכר ושל הסודה לשתיה משפיעים על אורך הנחש ב-

67


נקודת רתיחהניסוי גילוי:

כלים:

2 מ"ל.50 כוסות מדידה

.חיישן טמפרטורה

חומרים:

20 -גרם מלח NaCl.

50.מ"ל מים

תצפית:

טמפרטורת רתיחה במעלותתצפיותכלים

צלזיוס

בעזרת פלטת חימום וחיישן מ"ל מים50- מכיל 1כלי

טמפרטורה שהכנסנו לכלי

עקבנו אחר גרף השינוי

הטמפרטורה של המים כתלות

בזמן. לאחר כמה דקות החלו

אדים להתעבות על כוס

הזכוכית ובנקודת הרתיחה

החלו המים לעלות אדים. גרף

הטמפרטורה התיישר.

94.469

20 מ"ל מים עם 50- 2כלי

)NaCl )sגרם

בעזרת פלטת חימום וחיישן

טמפרטורה שהכנסנו לכלי

עקבנו אחר גרף השינוי

הטמפרטורה של המים כתלות

בזמן. לאחר כמה דקות

( החלו1)מוקדם יותר מבכלי

המים להתעבות על כוס

המדידה ובנקודת הרתיחה

המים החלו להתאדות.

100.864

68


הסבר מדעי לתצפית:

טמפרטורת הרתיחה של המים בהם היה מומס המלח, הייתה גבוהה יותר מטמפרטורת הרתיחה

של המים ללא המלח המומס, עקב הקשרים החשמליים שנוצרו בין יוני המלח למולקולות המים.

של התמיסה)אנטרופיה התחלתית יש , NaClתמיסה בה הוספנו את המלח היוני לנוסף על כך,

גדולה יותר מאשר האנטרופיה של המים המזוקקים. כתוצאה מכך, האנטרופיה( במצב נוזלי

ממס טהור כי יש יותר פיזור שלהההתחלתית של התמיסה הייתה גדולה יותר מהאנטרופיה של

מהלך האידוי )הרתיחה( היה גדול יותר בממסבחלקיקים בתמיסה. לכן- ההפרש באנטרופיה ש

הפרשיהטהור ולכן טמפרטורת הרתיחה שלו הייתה נמוכה יותר. על פי הנוסחה

הטמפרטורה תלויים במספר קבוע ובמסת המים. ככל שיש יותר מים כך הפרשי הטמפרטורה

גדולים יותר.

מסקנות:

פים מלח )נתרן כלורי( למים טמפרטורת הרתיחהילפי תוצאות הניסוי ניתן להסיק כי כאשר מוס

של התמיסה תהיה גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של מים בלבד.

שאלות המתעוררת העקבות הניסוי:

האם וכיצד ריכוז המלחNaCl)s(?ישפיע על נקודת הרתיחה של התמיסה

?האם וכיצד שינוי בסוג הממס ישפע על טמפרטורת הרתיחה

האם וכיצד משפיע כמות מלח הבישולNaCl?על נקודת הרתיחה של התמיסה

?האם וכיצד הריכוז המוללי של סוכר ישפיע על נקודת הרתיחה

( ?האם וכיצד סוג המלח משפיעה על טמפרטורת הרתיחה של התמיסהAlCl3 ,MgCl2,

NaCl)

69

תמיסה טהור ממס


ניסוי חקר:

ישפיע על נקודת הרתיחה?)C6H12O6)s האם וכיצד הריכוז המוללי של גלוקוז שאלת החקר:

ככל שריכוזו של הסוכר גבוה יותר, כך נקודת הרתיחה שתהיה גבוהה יותר. אף על פיהשערה:

.. ועל פי הידיעה כי הנוסחה

S )מים מזוקקים( אדי ממס טהור S)ממס טהור )מים מזוקקים

SאידויS אידוי

S תמיסה

S)ממס טהור )מים מזוקקים

טמפרטורת רתיחה במעלות צלזיוס משתנה תלוי:

.)C6H12O6)s ריכוז הסוכר- גלוקוז משתנה בלתי תלוי:

כוס מים ללא סוכר.מערכת בקרה:

סוג הסוכר, נפח הכלי, כמות המים, לחץ וטמפרטורת החדר.גורמים קבועים:

מדידה על ידי חיישן טמפרטורה.אמצעי מדידה של המשתנה תלוי:

דקות.45 זמן משוער:

כלים:

כפית

כוס פלסטיק


פלטה חשמלית

מ"ל250כוס מדידה

מ"ל100מסורה

חומרים:

50ג"ר גלוקוז

350 מ"ל מים מזוקקים


70


מ"ל מים מזוקקים.50הכנס לכוס .1

גרם הסוכר.5הכנס לכוס את .2

הנח את הכוס על פלטה חמה והפעל את תוכנת חיישן הטמפרטורה..3

עצור את התוכנה כאשר הטמפרטורה תתאזן..4

גרם סוכר כעבור כמה דקות וחמם שוב את הפלטה וחזור חלילה ארבע פעמים.5הוסף .5


מספר

מדידה

מים מזוקקיםגלוקוז בגרם

במ"ל

מולח

גלוקוז

ריכוז מוללי

של הגלוקוז

טמפרטורת

רתיחה

15500.0280.05695.257

210500.0551.196.048

315500.0831.6696.571

420500.1112.2297.36

525500.13892.77899.463

93.417--50--- בקרה6

71


לפי הגרף ניתן לראות כי ככל שהריכוז המוללי של הגלוקוז גבוה כך טמפרטורת הרתיחה גבוהה יותר.

טמפרטורת הרתיחה של התמיסה במעלות צלזיוס היא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך

הניסוי, כתוצאה מהמשתנה הבלתי תלוי שהוא הריכוז המוללי של הסוכר במול. המשתנה הבלתי תלוי

משפיע באופן ישיר, ביחס ישר במשתנה התלוי, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי- בגרף.

מסקנות:

לפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שריכוזו המוללי של הסוכר גבוה יותר, כך נקודת הרתיחה

שתהיה גבוהה יותר. זאת גילינו על ידי בדיקת השינוי בטמפרטורת הרתיחה של התמיסה במעלות

צלזיוס לאחר שינוי הריכוז המוללי של הסוכר בתמיסה וזאת על ידי שינוי כמות הסוכר בגרמים.

לפי התוצאות מצאנו, כי כאשר הריכוז המוללי של הסוכר במים גבוהה יותר טמפרטורת הרתיחה

האם וכיצד הריכוז המוללי של גלוקוזשל התמיסה גבוהה יותר. שאלת החקר שנשאלה הייתה:

C 6H12O6)s(?לפי התוצאות גילינו שהתשובה לכך היא כן, הריכוז ישפיע על נקודת הרתיחה

המוללי של הסוכר אכן משפיע על נקודת הרתיחה של התמיסה.

72

טמפרטורת הרתיחה של התמיסה כפונקציה מריכוז מוללי של הסוכר

y = 1.4207x + 94.72

R2 = 0.8622

94

95

96

97

98

99

100

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

ריכוז מוללי של הסוכר במול

סיו

לזצ

ת לו

מעב

ה ח

תיר

ת ר

טופר

מט




מדידת הסוכר במאזניים- משקל לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(..1

נקודת הרתיחה שהוצגה לפי החיישן לא הייתה אחידה והיו שינויים קלים, לכן נקלח.2

הממוצע של הערכים.

יכול להיות שמעט מים התאדו בין ניסוי לניסוי ולכן כמות המים לא הייתה שווה בדיוק בכל.3

ניסוי.

חיישן הטמפרטורה לא חוטא מהניסוי הקודם אלא נוקה במים מזוקקים בלבד, יכול להיות.4




, וכן להוסיף עודשהתוצאות לא מקריות, בנוסף לנסות לתקן כמה שאפשר את שגיאות המדידה

מדידה ונקודה בגרף.


האם וכיצד השינוי בסוג הסוכר )פרוקטוז, גלקטוז, לקטוז, מלטוז( ישפיע על נקודת הרתיחה?

73


נספחים: גרפים של טמפרטורת המים והתמיסה כתלות בזמן- ניסוי גילוי

מים בלבד:

גרם מלח )נתרן כלורי(:20מים עם

74


גרפים של טמפרטורת התמיסה והמים כתלות בזמן החימום- ניסוי חקר

:רק מים

גרם סוכר: גלוקוז5


75





76


צימוקיםניסוי גילוי:

כלים:

מ"ל600כוס כימית

מ"ל50משורה

כפית פלסטיק

חומרים:

Na2CO3)s( 50גרם

CH3COOH )aq( 100מ"ל

5צימוקים בעלי מסה שווה

תצפיות:

וכאשר עשינו זאת המוצק שקע לתחתית A לכוס הכימית עם המים הוספנו כפית של האבקה

הכוס. בנוסף, כאשר הוספנו לכוס עם המים את הצימוקים הם שקעו אף הם לתחתית הכוס.

וערבבנו אותו, הצימוקים החלו לעלות ולרדת והבחנו בבועותBלאחר שהוספנו לכוס את חומר

שהצטברו על דפנות הצימוקים.

תוצאות:

לפני הכנסת

לכוס Bחומר

כדקה וחצי

לאחר הכנסת

Bחומר

כשלוש דקות

לאחר הכנסת

Bחומר

כחמש דקות

לאחר הכנסת

Bחומר

כעשר דקות

לאחר הכנסת

Bחומר

הצימוקים שוקעים

בכוס.

הצימוקים עולים

ויורדים במהירות

גבוהה. כאשר הם

עולים ויורדים הם

עולים מתחתית

הכוס ועד ופני

המים.

הצימוקים עולים

ויורדים במהירות

איטית יותר, אך

הם עדים עולים

מתחתית הכוס

ועד פני המים.

הצימוקים

ממשיכים לעלות

אך נשארים זמן

ארוך יותר

בתחתית הכוס.

מהירות תנועתם

של הצימוקים

קטנה באופן

משמעותי. הם

נמצאים זמן רב

בתחתית הכוס

ופחות בתנועה.

חלקם אפילו חדלו

מלזוז.

77


הסבר מדעי:

מהירות וקצב עליית הצימוקים מציגים לנו את כמות הפחמן הדו חמצני שמשתחרר בתגובה:

2CH3COOH )aq( +Na2CO3 )s( 2CH3COONa )aq( + H2O )l( + CO2 )g(

תגובה זו הינה תגובת סתירה )תגובה בין חומצה לבסיס(, כתוצאה מתגובה זו נפלט פחן דו

חמצני. הבועות של הפחמן הדו-חמצני נצמדו אל דפנות הצימוקים וכך העלו אותם עד לפני הנוזל.

כאשר הגיעו לפני הנוזל, בועות הגז המשיכו למעלה ולכן, הצימוקים שקעו חזרה לתחתית הכוס.

כאשר התגובה מתחילה, קצב עליית הצימוקים גבוה מכיוון שאחוז החומצה שמגיב עם המלח

גדול יותר ולכן משתחרר יותר גז. ככל שהזמן עובר כך נותרים פחות ופחות חומרים שיגיבו ולכן גם

כמות הגז שמשתחררת קטנה יותר.


?האם וכיצד חוזק החומצה יפיע על מהירות עלית וירידת הצימוקים

האם וכיצד שינוי במסת המלח הפחמתיNa2CO3 )s(ישפיע על מהירות עליית הצימוק עד

לפניי הנוזל?

?האם וכיצד טמפרטורת הנוזל תשפיע על זמן עליית הצימוק עד לפני הנוזל

?האם וכיצד מסת הצימוק תשפיע על מהירות עלייתו עד לפני הנוזל

האם וכיצד שינוי בריכוזHCl )aq(?ישפיע על זמן עלייתו של הצימוק לפני הנוזל

78


ניסוי חקר:

אם וכיצד ישפיע ריכוז החומצה בתגובה על מספר מחזורי התנועה של הצימוק? ה : שאלת החקר

ככל שריכוז החומצה גבוה יותר קצב תנועה הצימוק יגדל, כל עוד יהיה מספיק בסיסהשערה:

להתרחשות התגובה. בתגובה בין בסיס לחומצה. נפלס גז פחמן דו חמצני הדוחף את הצימוקים

למעלה, כשהגז מגיע לפני הכוס הוא נפלט לאוויר והצימוק חוזר לתחתית הכוס. ככל שהריכוז

החומצה גבוה יותר, ייווצר יותר גז פחמן דו חמצני שידחוף את הצימוקים אל פני הכוס. לכן מספר

עליות וירידות של הצימוקים יהיה מרבי.

. מספר מחזורי התנועה של הצימוק כאשר מחזור מוגדר כעליה וירידה : משתנה תלוי

ריכוז החומצה : משתנה בלתי תלוי

במשך דקה באופן ידני.מס המחזורים ספירה של אמצעי ממדידה של המשתנה התלוי:

כוס עם מים, בסיס וצימוק בלבד. על מנת לבדוק כי עליית הצימוק תלויה בתגובה ביןבקרה:

קרה חיצונית )ביטול של המשתנה הבלתי תלוי(. ובקרה פנימית השוואתית, בבסיס לחומצה. –

משווה את הניסויים אחד לשני בשביל להסיק מסקנות.


נפח כוס המדידה

טמפרטורת הנוזל

גודל הצימוקים

כמותNa2CO3 )s(

כמות המים בתחילת הניסוי

לחץ וטמפרטורת בחדר

כמות הצימוקים

כלים:

מ"ל250כוס כימית

כפית

שעון עצר

חומרים:

Na2CO3 )s( 30גרם

CH3COOH)l( 1M 0/6M 0/2M/1.2M

צימוק

79



גרם בסיס.5 מ"ל מים, צימוק, 200הכנס לכוס כימית של .1

פעמים נוספות עם שימוש באותו צימוק עם ריכוזי חומצה שונים.4חזור על הניסוי .2

מ"ל מים, צימוק וכפית בסיס200לכוס חמישית הכנס .3

צפה במתרחש בכל כוס במשך דקה ורשום את מספר העליות ומספר הירידות של.4

הצימוק במשך דקה.


מספר העליות והירידות שלריכוז החומצה במולרמספר מדידה

הצימוק- מספר מחזורי

התנועה של הצימוק

11.27.2

216

30.64

40.20

0בקרה )ללא חומצה(5

80


לפי הגרף ניתן לראות כי ככל שהריכוז החומצה גבוה כך טמפרטורת הרתיחה גבוהה יותר. מספר

מחזורי התנועה של הצימוק הוא המשתנה התלוי מכיוון שהוא משתנה לאורך הניסוי, כתוצאה

מהמשתנה הבלתי תלוי שהוא הריכוז של החומצה. המשתנה הבלתי תלוי משפיע באופן ישיר, ביחס ישר

במשתנה התלוי, וזאת ניתן לראות גם בתוצאות הניסוי- בגרף.

בכלי התרחשו תגובות מולקולאריות ויוניות:

נוסחה יונית:

2H3O + 2Cl )aq( + 2Na + CO3 2Na )aq( +2Cl )aq( +3H2O + CO2 )g(

נוסחה מולקולארית-

2HCl )aq( +Na2CO3 )s( 2NaCl )aq( + H2O +CO2 )g(

עליית וירידת הצימוקים מציגים לנו את כמות הפחמן הדו חמצני שמשתחרר בתגובה:

2CH3COOH )aq( +Na2CO3 )s( 2CH3COONa )aq( + H2O )l( + CO2 )g(

תגובה זו הינה תגובת סתירה )תגובה בין חומצה לבסיס(, כתוצאה מתגובה זו נפלט פחן דו

חמצני. הבועות של הפחמן הדו-חמצני נצמדו אל דפנות הצימוקים וכך העלו אותם עד לפני הנוזל.

כאשר הגיעו לפני הנוזל, בועות הגז המשיכו למעלה ולכן, הצימוקים שקעו חזרה לתחתית הכוס.

כאשר התגובה מתחילה, קצב עליית הצימוקים גבוה מכיוון שאחוז החומצה שמגיב עם המלח

גדול יותר ולכן משתחרר יותר גז. ככל שהזמן עובר כך נותרים פחות ופחות חומרים שיגיבו ולכן גם

כמות הגז שמשתחררת קטנה יותר.

81


מסקנות:

לפי תוצאות הניסוי השערתנו נכונה. ככל שריכוזו החומצה של החומצה גבוה יותר, כך מחזורי

התנועה של הצימוק בדקה גדולים יותר. זאת גילינו על ידי בדיקת מספר מחזורי התנועה של

הצימוק בדקה לאחר שינוי ריכוז החומצה בתמיסה. לפי התוצאות מצאנו, כי כאשר הריכוז של

החומצה בתמיסה גבוה יותר כך, מספר מחזורי התנועה של הצימוק גבוהה יותר. שאלת החקר

האם וכיצד ישפיע ריכוז החומצה בתגובה על מספר מחזורי התנועה שלשנשאלה הייתה:

לפי התוצאות גילינו שהתשובה לכך היא כן, הריכוז של החומצה אכן משפיע על מספרהצימוק?

מחזורי התנועה, הוא מגדיל אותם.



מדידת החומצה והבסיס לא הייתה מדוייקת )לא נעשתה על ידי מכשיר(..1

כמות המים בכל פעם לא מדוייקת..2

ספירת העליות והירידות לא מדוייקת. היו פעמים שהצימוק עלה לא עד הסוף..3





האם וכיצד טמפרטורת התמיסה משפיעה על מהירות הצימוק בארבע דקות?

82


פולימרים : ניסוי גילוי

לבדוק את יכולת הספיגה של פולימר נתון.מטרת הניסוי:

נוסיף בהדרגה מים לכמות ידועה של פולימר ונבדוק מהו נפח המים המקסימליתכנון הניסוי:

שהפולימר יכול לספוג. לאחר שנבדוק את רמת הספיגה נבדוק את השפעת המלח על התוצר

שהתקבל.

כלים:

:מ"ל25 כוסות כימיות בנפח של 2 כלים

צלחת חד פעמית

פיפטת פסטר


מספריים

חומרים:

חיתול ובתוכו גרגרי פולימר


NaCl

83


תצפיות:

צורת הפולימר ותגובתושלבי הפעולה על הפולימר

הפולימר ניראה בצורה של גרגירים מוצקיםהוצנו את גרגרי הפולימר מהחיתול

לבנים .

מ"ל מים1הוספנו

תחילה הגרגירים צפו על פני המים ולאחר

כמה שניות החלו לספוג את המים ולהתנפח.

כעבור כדקה הפולימר סיפח את כל המים

וקיבל צורה ומרקם של ג'ל שקוף אך עדין לבן.

הג'ל נהיה שקוף לגמרי בהתחלה ולאחר מ"ל1הוספנו עוד

מספר שניות שוב ספג את כל המים ונהיה

לבנבן שוב.

התחלנו לערבב את המים ואת הפולימר עד מ"ל מים18הוספנו בהדרגה כ-

שהפולימר ספג לתוכו את כל המים שהיו כוס.

הג'ל נהיה שקוף ולא חזר להיות לבו והמים19הוספנו את המ"ל ה-

התחילו להצטבר בתחתית הכוס

המים המשיכו להצטבר בתחתית הכוס20הוספנו את המ"ל ה-

כעבור מספר שניות המים נעלמו מתחתיתהוספנו כמות קטנה של גרגרי פולימור

הכוס ונעשה שוב ג'ל לבן

ערבבנו ולאחר מספר שניות הג'ל התפרקNaClהוספנו חצי כפית של

למים בהם צפים גרגרי פולימר.

הסבר מדעי לתצפיות:

הפולימר מורכב מהמונומרים של חומצה אקרילית ונתרן אקרילט. בנוסף, לחומצה האקרילית יש

אשר יכולה ליצור קשרי מימן עם המים, אך כיוון שמולקולותCOOHקבוצה נפחית צדדית של

הפולימר הן ארוכות מאוד, הן לא מתמוססות במים כמו חומרים יונים או חומרים מולקולריים

אחרים, אלא שהמים נספחים אל הפולימר. כלומר, הם נכנסים בין שורות הפולימר וגורמים לו

להתנפח. כאשר אין עוד קבוצות צדדיות פנויות הפולימר מפסיק לספוח את המים.

תמיסות: תמיסת הפולימר במים2 למעשה נוצרות במערכת NaClכמו כן, עם הוספת המלח

ותמיסת המלח במים. המים עוברים בהדרגתיות מתמיסת הפולימר לתמיסת המלח בגלל מפל

הריכוזים של התמיסות, ומכיוון שבפולימר אין מלח כלל כל המים עוברים בסופו של דבר אל

תמיסת המלח.

84



-האם וכיצד משפיעה כמות הNaCl?על כמות המים שיוצאים מהפולימר

?האם וכיצד משפיע סוג הפולימר על כושר ספיגת המים

?האם וכיצד משפיע רמת החומציות של הנוזל על כושר הספיגה של הפולימר

?האם וכיצד סוג הנוזל משפיע על כושר ספיגת הפולימר

?האם וכיצד משפיעה טמפרטורת הנוזל על כושר הספיגה של הפולימר

85


ניסוי חקר:

האם וכיצד שינוי הטמפרטורה של המים ישפיעו על יכולת הספיגה של הפולימרשאלת חקר:

)כמות המים הנספגת(?

ככל שהטמפרטורה תהיה גבוהה יותר כך הפולימר יספוג יותר מים, מכיוון שככלהשערה:

שהטמפרטורה גבוהה, החום של המים מפריד את שורות הפולימר ובכך יוצר מרווח גדול יותר בין

השורות, ולכן יותר מ"ל מים מזוקקים יכולים "לחדור" בין השורות וליצור יותר קשרי מימן עם

הפולימר.

יכולת הספיגה של הפולימר.משתנה תלוי:

טמפרטורה.משתנה בלתי תלוי:


)סוג הפולימר והמים )מים מזוקקים

כוס המדידה

הטמפרטורות השונות של המים בכל מדידה

כמות הפולימר

כלים:

2 מ"ל100 כוסות

פלטת חימום

מד-טמפרטורה

חומרים:

1.5גרם פולימר



גר' פולימר.0.25מדוד .1

הכן מים מזוקקים בטמפרטורות שונות..2

הכנס את הפולימר לכוס מדידה והכנס בהדרגה מים מזוקקים עד הגעה לספיגה מלאה.3

מדוד את כמות המים המזוקקים שנספגו..4

צפה ורשום תוצאות..5

86


טמפרטורת המיםגרם פולימרמספר מדידה

10.25C°10

20.25C°22'טמפ(

החדר(

30.25C°30

40.25C°40

50.25C°50


מ"ל מים שנספגטמפרטורת המיםגרם פולימרמספר מדידה

10.25C°1010

20.25C°2245

30.25C°3052

40.25C°4053

50.25C°5055

87


על פי התוצאות והגרף ניתן להבין, שככל שטמפרטורת המים המזוקקים גבוהה יותר כך אחוזי

ככל כי יותר. תוצאות אלו תואמות את השערתנו, גבוהה הספיגה של המים בפולימר תהיה

שהטמפרטורה גבוהה יותר כך הפולימר יספור יותר מים.

ככל שהטמפרטורה הייתה גבוהה יותר, נקשרו יותר מים בקשרי מימן אל הפולימר וכך הוא ספג

יותר מ"ל מים.

החום של המים גרם ליותר מרחק בין השורות של הפולימר וכך נוצר יותר מקום להיווצרותם של

קשרי המימן בין הפולימר למים.


.שקילת הפולימר לא הייתה מדויקת בגלל חתיכות צמר הגפן שלא יכולנו להפריד

.המדידה של טמפרטורת המים יכלה להיות לא כל כך מדויקת בגלל השפעת הסביבה




של תמיסה על יכולת הספיגה של הפולימר?PHהאם וכיצד ישפיע

88


קביעת נוסחת הידראט H2O CuSO4*קביעת נוכחות הידראט ניסוי ראשון:

CuSO4אבקה גרגירית כחולה, גבישית וחסרת ריח )תרכובת מוצקה(. הופכת ללבנה ואף :

לירקרקה מעט, יצאו אדי מים במהלך חימום.

הכוריתהכורית+ ההידראטהכורית + האלמימה

28.74 gr29.23 gr27.96grm - gr

גרם.1.27( הייתה CuSO4*XH2Oלפני חימום מסת ההידראט )

גרם.0.78( הייתה )s(CuSO4לאחר חימום מסת האלמימה )

( בנוסחה הבאה: X חישוב כמות המים )

CuSO4*XH2O CuSO4)s( + H2O)g(

H2OCuSO4CuSO4*XH2O

1.27-0.78=0.490.781.27m- gr .

18159.5Mm-gr

0.49/18=0.0270.78/159.5=0.005n-

H2O מול CuSO4 ---0.027 מול 0.005

H2O מול CuSO4 --- X מול 1

0.027/0.005=5.4.

X=5.4

CuSO4*5.4H2O CuSO4 +5.4 H2O הנוסחה שהתקבלה:

CuSO4*5H2O CuSO4 +5H2O הנוסחה שהייתה צריכה לצאת:

מסקנה :

מול. לכן, נשאלת5 צריך להיות X מול וידוע כי ה-5.4 שווה ל- Xעל פי החישובים שלנו יצא כי ה-

גדול מהמצופה( X מול? )כלומר, ה-5.4 שווה ל-Xהשאלה, מדוע בניסוי יצא שה-

ככל הנראה בעת החימום, המים, הסיבה לכך היא המים אשר נמצאים בהידראט. כלומר

מול מהתוצאה0.4שבהידראט לא התאדו עד תום. לכן, קיבלנו באלמימה שהתוצאה גדולה ב

.שהייתה אמורה לצאת

89


MgSO4*XH2O קביעת נוכחות הידראט ניסוי שני:

MgSO4אבקה גרגירית לבנה, גבישית, חסרת ריח )תרכובת מוצקה(, הנשארת בצבע לבן עם :

גווני אפור, מבעבעת ומוציאה אדי מים במהלך חימום.

הכוריתהכורית + ההידראטהכורית + האלמימה

21.38gr21.87gr20.88grm - gr

גרם.0.99( הייתה MgSO4*XH2Oלפני חימום מסת ההידראט )

גרם.0.5( הייתה )s(MgSO4לאחר החימום מסת האלמימה )

( בנוסה הבאה: X חישוב כמות המים )

MgSO4*XH2OMgSO4)s(+H2O)g(

H2OCuSO4CuSO4*XH2O

0.99-0.5=0.40.50.99m- gr .

18120Mm-gr

0.49/18=0.0270.5/120=0.004n-

MgSO4 מול H2O --- 0.004 מול 0.027

X מולH2O --- 1 מול MgSO4

0.027/0.004=6.75

X=6.75.

)MgSO4*6.75H2OMgSo4)s(+6.75H2O)g הנוסחה שהתקבלה:

)MgSO4*7H2OMgSo4)s(+7H2O)g הנוסחה שהייתה צריכה לצאת :

מסקנה:

מול. לכן, נשאלת7 צריך להיות X מול, וידוע כי ה-6.75 שווה ל- Xעל פי החישובים שלנו ה-

קטן מהמצופה (. X? )כלומר ה-6.75 שווה ל- Xהשאלה מדוע בניסוי יצא שה-

ככול הנראה הטעות בניסוי, הינה טעות בשקילות. מכיוון שלא יתכן שנשאר לנו מים באלמימה,

. לכן,7 נמוך מ- X ולכן לא הגיוני שיצא לנו 7 ל-1ושהתוצאה נמוכה יותר. ידוע כי היחס הוא

הטעות היא טעות בשקילה.

90


הכופתה הקטלניתניסוי גילוי:

)CuSO4 )sהאפונים מקבלים את צבעם הירוק בגלל קיום תאי כלורופיל המכילים מגנזיום. הוספת

למים גורמת לתגובה הבאה:

CuSO4 )s( Cu+2 )s( + SO4-2 )s(

יוני הנחושת חודרים אל תאי הכלורופיל של האפונים ומחליפים את יוני המגנזיום הנמצאים בו. יוני

הנחושת מחליפים את יוני המגנזיום ומעניקים לאפונים את צבעם הירוק חזק.

להרס הביטוי פיאופיטין. ונוצר והחומץ הכלורופיל בין תגובה מתרחשת החומץ בהוספת

הכלורופיל הוא הופעת כתמים חומים. הכתמים החומים הם של הפיגמנט חום הקרוי פיאופיטין

שהוא תוצר ביניים, חסר מגנזיום, של תהליך התפרקות מולקולות הכלורופיל אשר בתאי הירקות.

מבנה הכלורופיל:

91


כלים:

4כוסות כימיות



חומרים:

אפונים


חומץ ביתי

אבקת נחושת גופרתית

תצפיות:

הוספת מים\ חומץ

ביתי\ נחושת

גופרתית לפני

חימום

אחרי החימוםבזמן חימום

האפונה במצב מוצק )מים(1כוס

ובצבע ירוק.

צבע האפונה לאהכוס לא חוממה

משתנה

האפונה במצב מוצק )מים(2כוס

ובצבע ירוק

האפונים מתחילים

לעלות למעלה.

הרתיחה בכוס זו

מתבצעת אחרונה

צבע האפונים לא

משתנה

)חומצה3כוס

ביתית(

האפונה במצב מוצק

ובצבע ירוק

האפונים מתחילים

לעלות למעלה.

צבע האפונים דוהה

ומתבהר

)נחושת4כוס

גופרתית(

האפונה במצב מוצק

ובצבע ירוק. האבקה

מתמוססת במים

והמים מכחילים

כול האפונים עולים

למעלה. הרתיחה

בכוס זו מתבצעת הכי

מהר

צבע האפונים

התכהה והפך לירוק

כהה יותר

92


תוצאות:

מסקנות:

בזמן השונים החומרים בנוכחות השתנה האפונים לראות שצבע ניתן הצבעים סולם פי על

שהוספנו לכוס CH3COOHהחימום. החומר ולכן צבע3 , הרס את הכלורופיל בעת החימום

האפונה דהה.

יוני המגנזיום בתאיCuSO4 4בכוס ויוני הנחושת שהתקבלו תפסו את מקומם של התמוסס

הכלורופיל ולכן צבע האפונים הפך לירוק כהה.

93



האם וכיצד סוג הירוק משפיע על הירוק בחימום בנוכחות חומצתCH3COOH?

האם וכיצד סוג הירוק משפיע על צבע הירוק בחימום בנוכחותCuSO4?

?האם וכיצד החלפת החומץ הביתי בחומץ אחר ישפיע על צבע האפונים

האם וכיצד משך חימום האפונים בתמיסתCuSO4?ישפיע על צבעם

?האם וכיצד משפיע משך החימום על גוון הירוק בחומרים השונים

94


ניסוי חקר:

?CH3COOHהאם וכיצד סוג הירוק משפיע על הירוק בחימום בנוכחות חומצת : שאלת החקר

השערה:

ישפיע יותר על צבעו, וצבעוCH3COOHככל שהירוק יהיה יותר ירוק כך החימום בנוכחות חומצת

הנמצא הירוק הצבע את נותן הכלורופיל כלורופיל. מכילים ירוקים ירקות ירוק. פחות יהיה

בין הכלורופיל ומספר סוגים של חיידקים. בהוספת החומץ מתרחשת תגובה בצמחים, אצות

והחומץ ונוצר פיאופיטין.

הביטוי להרס הכלורופיל הוא הופעת כתמים חומים. הכתמים החומים הם של פיגמנט חום הקרוי

פיאופיטין שהוא תוצר ביניים, חסר מגנזיום, של תהליך התפרקות מולקולת הכלורופיל אשר בתאי

הירקות, וכך ככול שיותר תאי כלורופיל יהרסו כך תבעו של הירק ידהה יותר.

)נמדד על פי סולם צבעים(. צבע הירוק לאחר החימוםמשתנה תלוי:

סוג הירקמשתנה בלתי תלוי:

כמות המים, סוג וכמות החומץ, הזמן שניתן למים לרתוח, כמות הירק בגרםגורמים קבועים:

ובטמפרטורה.

CH3COOHרכת בקרה חיצונית בה נשווה לכוס שבה הירק הורתח לא בנוכחות מעמערכת בקרה:

ובקרה השוואתית.

בעזרת הראייה והשוואה בין אחד לשני.אופן הבדיקה של המשתנה התלוי:

כלים:

8 מ"ל 100 כוסות בנפח של

מ"ל50משורה

מ"ל10משורה



משקל

חומרים:


חומצתCH3COOH

אפונה

מלפפון

חסה

פלפל ירוק

95


תכנון ניסוי:

CH3COOH סוגים שונים של ירוקת, פעם אחת במים רגילים ופעם שנייה בנוכחות 4בניסוי נרתיח

סולמות צבעים אותם נשווה ונגלה את השפעת סוג הירק על הירק בחימום2ואחר מכן נעשה

.CH3COOHבנוכחות


1-10 מ"ל ומספרו אותם 100 כוסות בנפח של 8קחו .1

גרם אפונה3 הכניסו 2 ו-1לכוס .2

גרם מלפפון3 הכניסו 4 ו-3לכוס .3

הכניסו שלוש גרם חסה6 ו-5לכוס .4

גרם פלפל ירוק3 הכניסו 8 ו-7לכוס .5

מ"ל מים מוזקקים50 הוסיפו 1,3,5,7לכוסות .6

CH3COOH מ"ל חומצת 5 מ"ל מים מזוקקים ו-45 הוסיפו 4,2, 6, 8לכסות .7

דקות5חממו את הכוסות על פלטה חשמלית וכשהמים מתחילים לרתוח מדדו .8

והסירו את הכוסות מהפלטה

הפרידו את הירקות מהכוסות וצרו סולם צבעים בין הירקות..9

96


תצפיות:

CH3COOH בנוכחותבנוכחות מים

אפונה

מלפפון

חסה

פלפל ירוק

97


סולם צבע:

זה הכהה יותר5 זה הבהיר ביותר ו-1 כאשר 1-5סולם הצבעים נע בין

:לפני הרתחה

חסה אפונה מלפפון פלפל ירוק

:אחרי הרתחה עם חומצה

חסה אפונה מלפפון פלפל ירוק

מסקנות:

השפיע יותר על צבעו, וצבעו הפךCH3COOHככל שהירוק היה יותר חזק כך החימום בנוכחות

ונוצר והחומץ הכלורופיל בין הוספת החומץ מתרחשת תגובה בגלל שבזמן זאת ליותר חום,

פיאופיטין. הביטוי להרס הכלורופיל הוא הופעת כתמים חומים. הכתמים החומים הם של פיגמנט

חום הקרוי פיאופיטין שהוא תוצר ביניים של תהליך התפרקות מולקולות הכלורופיל אשר בתאי

הירקות. לכן, ככול שיותר תאי כלורופיל יהרסו כך צבעו של הירוק ידהה יותר והכתמים החומים

התפשטו יותר ויכההו יותר.

98

1

2

5

4

3


תוקף ומהימנות:

בכדי לתת לתוצאות הניסוי שלנו תוקף ומהימנות יש לעשות מספר דברים:

נקודות אי אפשר4להגדיל את טווח הנקודות, כדי לוודא שאכן זו מגמת הגרף, כי מ-.1

ודאיות. בנוסף, להתמקד במספר נקודות בטווח מסוים בו להסיק מסקנות מוחלטות,

נצפה שינוי בכדי להבטיח שהניסוי אמין, איכותי ומהימן.

חזרות מרובות על מערך הניסוי על מנת להבטיח שהתוצאות מדויקות ומהימנות..2

ושינוי הגורמים הקבועים, ושמירתם קבועים לאורך כל.3 הימנעות ככל האפשר מסטייה

הניסוי על מנת לוודא שהם אכן לא ישפיעו על המשתנה התלוי ותוצאות הניסוי.


אופן בדיקת המשתנה התלוי נעשה ע"י הראייה של המתבונן, ואופן קביעת סולם הצבעים נעשה

ע"י ראיית המתבונן. לכן, תוצאות הניסוי עלולות להיות סובייקטיביות- אין מדד אובייקטיבי.

שאלת חקר חדשה:

בזמן החימום?של חסה ישפיע על צבע הירוק CH3COOHהאם וכיצד שימוש בריכוזים שונים של

99


סטכיומטריההרכבה של מולקולה, ופירוק תרכובת

חלק א': שאלות ההכנה:

1.

S2Cl2CCl43Cl2CS2

m ג"ר8.64

Mw ג"ר/מול76 ג"ר/מול71 ג"ר/מול154

0.040.1210.04n

6.163.04mשהתקבלה

S2Cl2CCl43Cl2CS2

m ג"ר1 ג"ר2

Mw ג"ר/מול76 ג"ר/מול71

מוכנסn מול0.013 מול0.028

מגיבn מול0.0093 מול0.028

נותרn מול0.0037

של הנותרm מול0.2812

o המגיב הראשון שהתכלה הואCl2.

S2Cl2CCl43Cl2CS2

m ג"ר0.152

Mw ג"ר/מול71 ג"ר/מול154

n מול0.00297 מול19/19250

100


2 .

ZnxPyOz

zyx

829/50000401/50000127/5000m)בגרמים(

1630.9767.387Mw)בגרם/מול(

0.001040.000260.00039n)במולים(

יחס )מספרים לא411.5

שלמים(

יחס )מספרים823

שלמים(

Zn3 )PO4( 2

oהנתון הנוסף שדרוש על מנת לדעת את הנוסחה המולקולארית זה המאסה המולרית של

החומר.

וסחה מולקולארית, מכיוון שזהו ההרכב של החומר והנוסחה האמפירית מייצגת אתנה.2

היחס המינימאלי – לאו דווקא אותו החומר הנתון.

3.

C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

חלק ב': ניסוי המשקע

בריכוזNa2C2O4 ותמיסת סודיום אוקסלאט M 0.15 בריכוז CaCl2תמיסת סידן כלורידי חומרים:

M 0.1.

מ"ל וסרגל.8 מבחנות בנפח 9 מ"ל, 10 מ"ל , משורה של 25.0 פיפטות בנפח 2ציוד:

למבחנה(: Na2C2O4 ו CaCl2 תצפיות )הכנסת שתי התמיסות

: התמיסה נהייתה לבנה, ולאחר מס' דקות נוצר משקע לבן.1מבחנה

: התמיסה נהייתה לבנה, ולאחר מס' דקות נערמה כמות של משקע לבן )יותר מאשר2מבחנה

בתמיסה הראשונה(

: התמיסה נהייתה לבנה, נוצר משקע רב משתי המבחנות.3מבחנה

: התמיסה נהייתה לבנה, נוצר המשקע הרב ביותר עד כה.4מבחנה

(.4: נערם משקע )פחות מאשר במבחנה 5מבחנה

101


(.5: נוצר משקע )פחות מאשר במבחנה 6מבחנה

: תמיסה לבנה צפה מעל לתמיסה שקופה )נוצר פחות משקע(.7מבחנה

: תמיסה לבנה גם כן צפה מעל לחומר שקוף.8מבחנה

: ההבדל הגדול ביותר בין הצבע הלבן לצבע השקוף.9מבחנה

123456789

גובה

המשקע

10 מ"מ9 מ"מ8 מ"מ6

מ"מ

מ"מ1מ"מ3 מ"מ4 מ"מ7מ"מ9

נוצר הכי פחות משקע.9 נוצר המשקע הגדול ביותר ובמבחנה 4במבחנה

תצפיות )השריית המבחנות באמבט מים חמים(:

במהלך השריית המבחנות באמבט המים החמים, נוצר משקע לבן וברור.

123456789

Caמס' מולי

)ממול(

0.0750.150.2250.3750.450.5250.6750.750.825

C2Oמס' מולי

)ממול(4

0.550.50.450.350.30.250.150.10.05

יחס המולים

Ca:C2O4בין

7.333.3320.930.670.480.220.130.061

גובה המשקע

)מ"מ(

6891097431

טבלה:


המדידות הנ"ל אינן מדויקות לחלוטין, זאת מכיוון שבחלק מן המבחנות, כנראה הוכנס מ"ל אחד

יחס המולים אמור4פחות או יותר למבחנה כתוצאה מטעות מדידה שלנו. לדוגמא, במבחנה

ולכן ניתן להבין כי יש לנו טעויות מדידה0.93 וכתוצאה מהחישוב נמצא כי היחס הוא 1:1להיות

של הכמויות שהכנסנו למבחנות.

102


לאחר ההוספות? 9 ו-1מה קורה במבחנות

: התמיסה נהייתה יותר עכורה )צבע לבן(, לא ניתן היה לראות את המשקע יותר.1מבחנה

: התמיסה נהייתה יותר עכורה, אך ניתן היה עדיין לראות את המשקע.9מבחנה

(?1-9מהו המגיב המגבל את כמות התוצר במבחנות השונות )

המגיב המגביל את כמות התוצר במבחנות השונות הוא היון המשקיף באותה מבחנה.

מה קורה למשקע במבחנה בעלת היחס האופטימאלי כאשר מוסיפים לו אחד המגיבים?

במבחנה בעלת היחס האופטימאלי יווצר משקע נוסף, מכיוון שלמרות שזהו היחס האופטימאלי,

עדיין אחד המגיבים בעודף.

האם הניסוי מאשר את הנחתך?

מ"מ משקע.0.03, התווסף כ-CaCl2כן, לאחר הוספת

.Na2C2O4 וCaCl2על סמך נוסחת הסידן אוקסלט, רשום משוואה מאוזנת לתגובה בין

CaCl2)aq( + Na2C2O4)aq( 2NaCl )aq( + CaC2O4 )s(

Ca2+ )aq( + 2Cl- )aq( + 2Na+

)aq( + C2O42-

)aq( 2Na+ )aq( + 2Cl- )aq( + CaC2O4 )s(

103


Ca2+ )aq( + C2O4

2- )aq( CaC2O4 )s(

מהו התוצר השני הצפוי בנוסף לסידן אוקסלט?

.NaClהתוצר השני הצפוי בנוסף לסידן האוקסלט הוא המלח

הצע דרך לבודד תוצר נוסף זה.

ע"י סינון המשקע מהתמיסה שנוצרה, ואידוי המים, המים יתאדו ויוני הNaClאפשר לבודד את ה-

Na-פלוס יתמצקו עם יוני ה Cl.מינוס וכך יווצר לנו המלח

לפי המשוואה המאוזנת.

.6חשב את מספר המולים של המשקע סידן אוקסלאט שמתקבלים במבחנה

חשב את מספר המולים של המגיב שנשאר בעודף.

CaC2O42NaClNa2C2O4CaCl2

0.00250.0035v)ליטר(

0.10.15c)ריכוז מולאר(

0.000250.000525nמוכנס

0.000250.000250.00025nמגיב

------------------0.000275nנותר

, מה צריך להיות יחסM0.05 וריכוז תמיסת סודיום אוקסלאט 0.05Mנתון ריכוז תמיסת סידן כלורי

הנפחים בין המגיבים במבחנה בעלת היחס האופטימאלי. פרט.

CaC2O4NaCl2Na2C2O4CaCl2

M0.05M0.05c)ריכוז מולארי(

xxn

מכיוון שהמשוואה מאוזנת, ניתן להבין שיחסי המולים שמגיבים בשלמות שווים, ומכיוון שיחסי

.1:1הריכוזים שווים בין שתי התמיסות, יחסי הנפחים גם הם שווים. יחס הנפחים הוא

104


רפלקציות

אני חושבת שביצעתי את החלק שלי במעבדות כראי, וכי עשיתי את כל שהוטל עלייספיר ארוש:

לעשות. אני חושבת שלקחתי חלק פעיל בקבוצה, וכי תרמתי ונתתי מעצמי את המקסימום. אני

חושבת כי לענבר ולי היה מאוד קשה על לוח הזמנים הצפוף, היה עלינו לעשות את המעבדה בזמן

ארוך אומנם, אך הוטלו עלינו עוד הרבה מטלות בו זמנית שהקשו עלינו. אני חושבת שהפגישות

שלנו היו מאוד עמוסות ואינטנסיביות לעיתים, אך בכל זאת אמוד יעלות, פורות ומעשירות. בנוסף,

אני חושבת שהאווירה ביני לבין ענבר הייתה מאוד טובה, סובלנית והרגשתי בטוחה להביע את

דעתי, גם אם לעיתים לא הייתה נכונה. חשוב לי לציין כי אני מאוד מרוצה מעבודת הצוות של

ענבר ושלי, ואני סבורה שהמעבדות הלכו טוב בזכות עבודת הצוות הטובה שהייתה.

מילאתי את תפקידי כראוי, ביצעתי את שהוטל עליי ועמדתי בלוח הזמנים שהוצבענבר פוריה:

בפניי ע"י ספיר והמורה המקצועית. הדיונים היו פורים ותרמתי להם בכך ששיתפתי את דעותיי

והסברתי את עמדותיי בפני ספיר. ספיר הייתה מאוד סובלנית כלפיי, היא אפשרה לי להביע את

דעותיהן השונות. דעותיי התקבלו בקבוצה אחרי שהסברתי אותן כהלכה.

למדתי על עצמי שאני מסיקה מסקנות רלוונטיות ואקטואליות בהקשר לתוצאות בניסויי החקר.

הקושי שלי היה לעבוד בקבוצה אך הצלחתי להתגבר עליו בזכות עבודת הצוות, הרצון של כל אחת

לתרום את שלה לעבודה והעזרה ההדדית ששררה בקבוצה.

הייתי מרוצה מעבודת הצוות וחלוקת התפקידים שבה כל אחת מאיתנו הייתה אחראית על חלק

מהדוחות, ופגישות המשותפות חיברנו את כל החלקים, עברנו עליהם ביחד ועשינו תיקונים

ושיפורים אחרונים.

105


הערכה

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

106

Documents

לקט ודוחות מעבדה