Question:
Pourquoi est-il obligatoire de refroidir le récipient d'un échantillon pour mesurer sa masse dans un laboratoire?
M.A.R.
2015-01-19 23:35:37 UTC
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Nous faisions une expérience sur les cristaux hydratés et plus précisément comment déterminer $ n $ dans $ \ ce {CuSO4 .nH2O} $ . Après avoir chauffé le creuset, nous devions le refroidir à l'aide d'un dessiccateur. Puis cette question m'est venue à l'esprit: pourquoi devons-nous le refroidir? En faisant des recherches sur le Net, je n'ai pu trouver que ces suggestions, mais aucune ne me semble très applicable:

En utilisant la formule d'Einstein:

Sa célèbre équation: $$ E = mc ^ 2 $$ Cela signifie que la matière peut être convertie en énergie. Ainsi, plus d'énergie devrait signifier plus de masse car $ C $ est constant. Cependant, je soutiens que puisque $ C $ est un très grand nombre, les changements d'énergie normaux et observables dans les laboratoires normaux ne sont pas en mesure de modifier le changement net de la masse de façon spectaculaire (à un degré que la balance est capable de détecter)

Un instinct, pas de recherche de secours:

Quiconque est sain d'esprit, et en ce qui concerne la valeur de la balance dans le laboratoire, donnerait la moindre chance que le récipient chaud endommagerait la surface de la balance et, par conséquent, l'endommagerait. Mais il y a de fortes chances que je me trompe aussi.

Alors, pourquoi devons-nous refroidir le creuset afin de mesurer la masse de l'échantillon qu'il contient à l'aide d'une balance?

Je ne comprends pas pourquoi vous avez accepté cette réponse. La réponse ci-dessous est bonne et votre réponse n'est pas mauvaise. Je ne veux pas vous dire quelle est la meilleure réponse et vous pouvez accepter celle que vous voulez.
La réponse de Fred est très informative, mais elle ajoute des points à ce que Ron et moi avons dit. Et la réponse de Ron était simple et courte, pendant que je continuais à raconter des histoires à grand-mère! :)
Cinq réponses:
ron
2015-01-19 23:39:24 UTC
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Un conteneur qui n'est pas à température ambiante générera des courants d'air autour de lui. Si vous placez un tel récipient non ambiant dans un équilibre, des courants d'air se développeront autour du récipient à mesure qu'il chauffe ou se refroidit à la température ambiante. Ces courants d'air entraîneront une lecture incorrecte de la balance.

Fred Senese
2015-01-20 04:34:50 UTC
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Les deux autres réponses ici sont très bien; il est vrai qu'au fur et à mesure que l'objet chaud que vous essayez de peser réchauffe l'air qui l'entoure, l'air monte, créant des courants d'air qui vous donneront une lecture instable.

Je voudrais ajouter trois choses qu'ils n'ont pas mentionnées:

  • Le plateau de la balance chauffera également, ce qui entraînera des parties métalliques de la balance développer. Cela contribuera également à une erreur dans votre lecture, et à mesure que le métal refroidit, la lecture changera.

  • Une autre contribution à l'erreur est que la densité d'un échantillon chaud est inférieure à la densité d'un échantillon froid, donc sa flottabilité est différente. L'objet semblera prendre un peu de poids en refroidissant!

  • Ne vous inquiétez pas pour $ E = mc ^ 2 $ en chimie à moins que vous ayez des réactions nucléaires sérieuses en cours.

Et une quatrième chose: si vous mettez un objet chaud dans un dessiccateur étanche à l'air, l'air à l'intérieur se contractera à mesure que l'objet se refroidit --- et vous pourriez en avoir du mal à enlever le couvercle!

M.A.R.
2015-01-19 23:38:17 UTC
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Votre instinct est juste: Les creusets très chauds peuvent endommager la balance . Cependant, ce n'est pas la principale raison pour laquelle les chimistes refroidissent leurs échantillons avant la mesure.

Nous connaissons tous les courants de convection: lorsque l'air est chauffé, les molécules entrent en collision davantage que son état précédent; résultant en une augmentation du volume ou de la pression en fonction de la "flexibilité" de l'environnement d'effet. Ainsi, la densité de l'air chaud diminue, et il monte et «remplace» l'air froid. Si le processus de chauffage de l'air se poursuit, l'air chaud montera continuellement dans ce que nous appelons un "courant de convection".

Le système du creuset est thermodynamiquement ouvert, donc au contact de l'air il en perdra un peu de sa chaleur à son gaz environnant, qui est normalement l'air atmosphérique. Si nous mettons le creuset chaud pour mesurer sa masse, des courants de convection se produiront autour du creuset, où il est en contact avec l'air environnant. Le mouvement de l'air chaud vers le haut force votre creuset vers le haut, mais en petites quantités.

La balance doit cependant être suffisamment précise pour détecter ces différences. La plupart des balances dans les laboratoires peuvent mesurer jusqu'à 0,01 ou 0,001 gramme, et détectera la différence. Puisque vous avez généralement besoin (ou êtes obligé d'écrire) des résultats de mesure exacts jusqu'à 1 milligramme, ces différences vont être des parasites irritants dans la mesure.

C'est une source très utile d'où vient la réponse. Il contient également des recommandations utiles sur les problèmes pratiques du laboratoire.

Raina
2016-11-17 08:37:40 UTC
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Bien que ce soient toutes de très bonnes réponses, j'en ai une beaucoup plus simple. Ceux-ci réfléchissent de loin la question. Le creuset doit refroidir dans le dessiccateur pour éviter d'y ajouter de l'humidité. L'expérience que vous faites porte sur les hydrates, il est donc important d'extraire autant d'humidité que possible car cela réduira votre pourcentage d'erreur.

Je suis d'accord avec cela en général, mais la question est de savoir pourquoi il doit être refroidi, pas pourquoi il doit être refroidi dans un dessiccateur.
Alex Clark
2017-09-05 01:52:49 UTC
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Vous devez laisser refroidir le creuset avant de le mesurer car la chaleur du creuset réchauffe l'air ambiant, qui monte, puis cet air se refroidit et tombe. Cette montée et cette baisse de l'air environnant s'appelle un courant de convection et vous donnera une lecture instable qui monte et descend. Ces courants rendront difficile la recherche du poids de l'anhydrate (CuSO4), rendant ainsi difficile la recherche de n , les moles d'eau par mole de CuSO4.

Cela a déjà été dit dans d'autres réponses.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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