Kontrakcija volumena pri miješanju dviju tekućina
Poznati pokus volumenske kontrakcije tijekom miješanja vode i etanola je predložen u verziji na mikroskali. Korištenje kapilara omogućuje da se jasno vidi promjena volumena, čak i kada se koristi samo po 2 ml dviju tekućina.
Pribor
Tri epruvete (12 mm x 75 mm), stalak za epruvete, mali komad stakla ili staklena zrna, gumeni čep koji se uklapa na rupu epruvete sa otvorom za kapilaru, kapilara, tri plastične pipete, lateks rukavica, škare.
Kemikalije
Etanol, parafinsko ulje, destilirana voda, prehranbene boje.
Postupak
• S plastičnom Pasterovom pipetom dodajte 2 ml vode u jednu i 2 ml etanola u drugu epruvetu.
• Dodajte malo prehranbene boje u epruvete i miješajte.
• S pipetom stavite približno 2 ml obojene vode u treću epruvetu.
• U istu dodajte i komad stakla.
• S drugom pipetom dodajte nekoliko kapi parafinskog ulja. To će odvojiti vodu od etanola.
• Pažljivo dodajte oko 2 ml obojenog etanola sa suhom pipetom.
• Zatvorite epruvetu s gumenim čepom koji ima kapilaru kao što je prikazano na Sl. 1a.
• Pritiskom na čep omoguči se visoka razina obojenog etanola u kapilari.
Slika. 1. Smanjenje volumena tijekom miješanja etanola i vode
a) etanol i voda prije miješanja b) visina etanola u kapilari
c) miješanje etanola i vode d) visina u kapilari nakon miješanja
• Pozovite učenike da gledaju i prije miješanja označite razinu etanola (Sl. 1b).
• Zatvorite gornji otvor kapilare kažiprstom i pomiješajte vodu i etanol naginjanjem dvaput epruvete za više od 90 º (Sl. 1c).
• Nakon toga skrenite pozornost na kapilaru i uklonite prst.
• Označite novu razinu tekućine u kapilari (Sl. 1d). Za kvantitativno vrednovanje izmjerite unutarnji promjer kapilare i izračunajte razliku od dva stanja.
Opažanje i rasprava
Zbog malog promjera kapilare omogućuje se spektakularna promjena volumena koja je vidljiva s malom količinom dvije tekućine.
Smanjenje volumena je rezultat preslagivanja dvije različite vrste molekula i formiranja vodikovih veza. Drugim riječima, molekule vode i etanola prije miješanja se pakiraju na određeni način, a nakon miješanja su prepakirane i pokus pokazuje da su ove molekule puno bolje pakirane kada su zajedno u smjesi.
Ovaj pokus izveden na tradicionalan način pokazuje da je nakon miješanja, ukupni volumen (zbog boljeg pakiranja molekula i nove interakcije između njih) smanjen za oko 4 %.
Komad stakla omogućuje bolje miješanje, a prehrambena boja se primjenjuje kako bi se osigurao vizualni utjecaj promjena.
Mjere opreza
Budite oprezni pri radu sa staklenom kapilarom zbog moguće opasnosti od posjekotina!