Feladat: 151. fizika mérési feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Czipó Béla ,  Simon Gábor ,  Szakács Árpád ,  Trencsényi Balázs ,  Zsenei András 
Füzet: 1993/november, 429 - 431. oldal  PDF file
Témakör(ök): Hőtani mérés, Egyéb hőmérő, Kémiával kapcsolatos feladatok, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1993/március: 151. fizika mérési feladat

Oldjunk fel egy pohár vízben egy Plusssz C vitamin pezsgőtablettát!
a) Mérjük meg az oldódás idejét különböző kiindulási hőmérséklet és víztérfogat esetén!
b) Figyeljük meg a hőmérséklet és a vízszint megváltozását a folyamat során!

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A mérés elvégzéséhez nincs szükség bonyolult eszközökre és technikai megoldásokra; elegendő néhány mérőhenger, pár doboz C-vitaminos pezsgőtabletta, egy stopperóra és egy jó minőségű, kis hőkapacitású hőmérő. A teljes mérési, de különösen az oldódáskor fellépő hőmérsékletváltozás vizsgálatát célszerű egy, a környezetétől jól hőszigetelt edényben végezni. Nehézséget okozhat az oldódás végének pontos megállapítása. Az oldódás végén a tabletta feljön a víz felszínére, ott apró darabokra, foszlányokra esik szét, a pezsgés megszűnik, és a foszlányok lassan eltűnnek.
Czipó Béla (Eger, Szilágyi E. Gimn., II. o. t.) minden alkalommal egységesen a tabletta darabokra való szétesését választotta az időmérés végpontjának; így az időadatok a teljes oldódás idejét pontatlanul adják meg, azonban egymással jobban összehasonlíthatók.
Az oldás során ‐ különösen melegebb vízben ‐ először heves pezsgés és ezzel együtt nagymértékű térfogatnövekedés tapasztalható, de a folyamat végére a pezsgés megszűnésével az oldat térfogata is visszaesik majdnem a kiindulási szintre.

 

  Hőmérsékletoldódási  az oldószervéglegesmaximálisidőtérfogatatérfogattérfogat[C][s][cm3][cm3][cm3]17136202430171073033391710440455017885054611787606470178470748017838085911785909410017861001051113046808497403880841035035808410760338083110
1. táblázat
 

 
 

1. grafikon
 

 
 

2. grafikon
 

Czipó Béla két méréssorozatot végzett; először 17C-on vizsgálta az oldódási sebesség térfogattól való függését, majd azonos térfogatú (80  cm3), de különböző hőmérsékletű vízben vizsgálta az oldódást. Mindkét esetben az oldódási idő mellett az oldás során kialakult maximális térfogatot és a végleges térfogatot is mérte. Eredményeit az 1. táblázat tartalmazza. Az oldódási időnek az oldószer térfogatától, ill. hőmérsékletétől való függését az 1., ill. 2. grafikon szemlélteti. Látható, hogy magasabb hőmérsékleten az oldódási folyamat gyorsabban játszódik le. Az oldódás sebessége nagy mennyiségű (70-80  cm3-nél több) oldószer esetén gyakorlatilag nem függ a térfogattól, azonban az oldószer térfogatát e szint alá csökkentve a folyamat hirtelen lelassul.
Czipó Béla minden mérés esetén az oldat enyhe lehűlését tapasztalta, ez arra utal, hogy a C-Plusz tabletták oldódása hőelvonó, endoterm folyamat.
A táblázatból látható, hogy a maximális térfogatnövekedés magasabb hőmérsékleten a hevesebb gázképződés miatt nagyobb, azonban a végleges térfogatnövekedés minden esetben 3-5  cm3, ami körülbelül a tabletta térfogatának felel meg.