題:
為什麼必須在實驗室中冷卻樣品容器以測量其質量?
M.A.R.
2015-01-19 23:35:37 UTC
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我們正在做一個有關水合晶體的實驗,更確切地說是如何確定 $ n $ span>中的 $ \ ce {CuSO4 .nH2O} $ span>。加熱坩堝之後,我們將使用乾燥劑將其冷卻。然後這個問題浮現在腦海:為什麼我們必須降溫?通過在網絡中進行研究,我只能提出這些建議,但似乎沒有一個非常適合我:

使用愛因斯坦公式:

他著名的等式: $$ E = mc ^ 2 $$ span>這意味著物質可以轉化為能量。因此,更多的能量應該意味著更大的質量,因為 $ C $ span>是恆定的。但是,我認為,由於 $ C $ span>是一個非常大的數字,正常和可觀察到的正常實驗室能量變化無法修改淨變化的質量(達到天平能夠檢測到的程度)

直覺,沒有後援研究:

任何人都理智,並且關於天平具有的價值在實驗室中,熱容器將有最小機會損壞天平的表面,從而損壞天平。但是,我也有可能錯了。

我很困惑你為什麼接受這個答案。以下答案是好的,您的回答還不錯。我不想告訴您哪個答案更好,您可以接受想要的答案。
弗雷德的回答很有啟發性,但它為羅恩和我所說的內容增添了一些意義。在我繼續講奶奶的故事時,羅恩的答案很簡單。 :)
五 答案:
ron
2015-01-19 23:39:24 UTC
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未處於環境溫度的容器將在其周圍產生氣流。如果將這種非環境容器放在天平中,則在加熱或冷卻至環境溫度時,容器周圍會產生氣流。這些氣流會導致天平讀數錯誤。

Fred Senese
2015-01-20 04:34:50 UTC
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這裡的另外兩個答案很好;的確,當您嘗試稱重的高溫物體加熱周圍的空氣時,空氣會上升,從而產生氣流,使您的讀數不穩定。

我想添加他們沒有提到的三件事:

  • 天平盤也會加熱,導致天平中的金屬零件變熱。擴大。這也會導致讀數錯誤,並且隨著金屬冷卻,讀數會發生變化。

  • 另一個導致誤差的原因是,熱樣品的密度小於冷樣品的密度,因此其浮力有所不同。物體冷卻時似乎會增加一點重量!

  • 除非您發生了嚴重的核反應,否則不必擔心化學中的$ E = mc ^ 2 $。

還有第四件事:如果將熱的物體放入密封的干燥器中,則隨著物體冷卻,內部的空氣會收縮---您可能會有一些麻煩再次取下蓋子!

M.A.R.
2015-01-19 23:38:17 UTC
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您的直覺是正確的:非常熱的坩堝可以損壞天平。但這不是化學家在測量前先冷卻樣品的主要原因。

我們都熟悉對流電流:當空氣被加熱時,分子會更多地碰撞比以前的狀態取決於效果環境的“柔韌性”導致體積或壓力的增加。因此,熱空氣的密度降低,並且上升並“替代”冷空氣。如果繼續加熱空氣,則熱空氣將以我們稱為“對流”的形式持續上升。熱量轉移到周圍的氣體(通常是大氣)中。如果將熱坩堝放在其坩堝中以測量其質量,則對流將在坩堝周圍與周圍空氣接觸的地方發生。熱空氣的向上運動會迫使坩堝向上,但量很小。

天平必須足夠精確才能檢測出這些差異。實驗室中的大多數天平可以測量0.01或0.001克的重量,會感覺到差異。由於您通常需要(或要求編寫)精確的測量結果(最多1毫克),因此這些差異將使測量中的有害生物感到煩惱。

這是一個非常有用的來源,答案來自此。它還對實驗室中的實際問題提供了有用的建議。

Raina
2016-11-17 08:37:40 UTC
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雖然這些都是非常好的答案,但我有一個簡單得多的答案。這些遠遠超過了這個問題。坩堝必須在乾燥器中冷卻以避免增加水分。您正在進行的實驗涉及水合物,因此,盡可能多地排出水分很重要,因為這會減少百分比誤差。

我通常會同意,但是問題是要問為什麼必須對其進行冷卻,而不是為什麼必須在乾燥器中進行冷卻。
Alex Clark
2017-09-05 01:52:49 UTC
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在測量坩堝之前,必須先使其冷卻,因為坩堝發出的熱量會加熱周圍的空氣,然後上升,然後空氣冷卻並掉落。周圍空氣的這種上升和下降稱為對流,這會給您不穩定的讀數,該讀數正在上升和下降。這些電流將使得很難找到無水物(CuSO4)的重量,因此很難找到 n ,即每摩爾CuSO4的水摩爾數。

其他答案中已經提到了這一點。


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