Maak je coldpack

1.Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• beker (50 ml, 100 ml, 150 ml, 200 ml, 250ml & 500 ml)
• thermometer
• weegschaal
• roerstaaf
• vlootjes (om te wegen)
• 40 g ijs (2 kg voor heel de groep)
• keukenzout (200 g voor heel de groep)

2.Uitvoeren

Werkwijze

Deze werkwijze is slechts één van de mogelijkheden, u mag een alternatieve methode gebruiken.

1. U krijgt 10 minuten om deze uitdaging te volbrengen!
2. verpulver 40 g ijs
3. doe het ijs in een bekerglas (naar keuze)
4. meet de temperatuur met een thermometer
5. doe er 10 g zout bij
6. meet opnieuw de temperatuur

Noteer je waarneming

Waarneming

Een vloeistof heeft een grotere entropie dan een vaste stof (moleculen kunnen in een vloeistof door elkaar bewegen), maar ook een grotere energie (want er worden bij smelten dure intermoleculaire bindingen verzwakt).

We hebben te maken met:

ΔG = ΔH – TΔS

ΔG zal negatief moeten zijn opdat een reactie optreedt. Om dit te bekomen streeft elk systeem naar een zo laag mogelijke enthalpie (H), zo hoog mogelijke entropie (S). Uit de formule leiden we ook af dat de entropie belangrijker wordt bij hogere temperaturen.

Voor het smelten geldt dat ΔH positief is, en ΔS ook. Bij de smelttemperatuur geldt dat ΔG = 0, er is dan een thermodynamisch evenwicht tussen de twee toestanden. Verhogen we daar de temperatuur, dan wordt ΔG voor smelten negatief, en dus smelt alles. Verlagen we de temperatuur, dan wordt ΔG voor smelten positief, voor bevriezen negatief, en dus bevriest alles.

We voegen zout toe, we lossen iets op. Dat kan alleen in de vloeistof, in ijs lost zout niet of nauwelijks op. De oplossing heeft nu een belangrijke thermodynamische eigenschap.Hij heeft een nog grotere wanorde, een grotere entropie, dan zuiver water. Oftewel in de formule hierboven neemt ΔS toe: voor het ijs verandert niets, maar de entropie van de oplossing is groter dan die van zuiver water. Bij die grotere ΔS hoort een kleinere T als we het smeltevenwicht (ΔG=0) weer tot stand willen brengen.

 Bronnen

KLIK – KLIK