6.21. Kísérletek diffúzióra
a) Festékszemcsék Brown-mozgásának megfigyelése
A kísérlet célja
Szuszpenzió szilárd részecskéi Brown mozgásának megfigyelése mikroszkóp segítségével.
Szükséges anyagok, eszközök
- mikroszkóp
- tárgylemez, közepén kivágott szigetelőszalagból „medence”
- vízfesték-oldat
- cseppentő
- asztali lámpa
Leírás
A vízfesték-oldat temperafesték vízben való oldásával készül, így kis szilárd szemcséket tartalmaz vízben szétoszlatva. A diszperziós kolloidok egy jellegzetes típusát, szuszpenziót kapunk. A kísérlethez nagyon híg oldatra van szükségünk. Ennek elkészítéséhez az ecsetet vizezzük be, szedjünk fel vele festéket, majd mossuk bele 10 ml vízbe.
Cseppentsünk ebből az oldatból a tárgylemez kis medencéjébe, így nem fut szét a folyadék. Takarjuk le a cseppet fedőlemezzel és tegyük a tárgylemezt a mikroszkóp tárgyasztalára. A mikroszkóp alsó tükrét világítsuk meg asztali lámpával és a tükröt forgassuk úgy, hogy függőleges irányba verje vissza a fényt, átvilágítva így az oldatunkat.
Vizsgáljuk meg a festékszemcsék mozgását mikroszkóppal. Ehhez 20-szoros okulárt használva előbb 10-szeres, majd 20-szoros objektívvel a durva beállítócsavart használva keressük meg a képet. Ezt követően növeljük az objektív nagyítását 40-szeresre és a finombeállítóval állítsuk élesre a képet. Így összességében 800-szoros nagyítást kapunk.
Figyeljük meg a festékszemcsék mozgását.
b) Egymásra rétegzett folyadékok diffúziója
A kísérlet célja
Diffúzió megfigyelése folyadékokban.
Szükséges anyagok, eszközök
- 2 db üvegedény állványba fogva, aljukhoz csatlakoztatott gumicsővel összekötve
- Hoffmann-szorító
- tömény réz-szulfát-oldat (CuSO4-oldat)
- desztillált víz
- pipetta (20 cm3-es)
- pipettalabda
Leírás
A Hoffmann-szorítóval zárjuk el a gumicsövet (lásd alul, jobb oldali kép). Töltsük meg az alacsonyabban levő üvegedényt félig desztillált vízzel, majd a magasabban lévőt félig, tömény réz-szulfát-oldattal. Óvatosan nyissuk ki kicsit a Hoffmann-szorítót, és figyeljük meg, hogy a víz alá rétegződik a réz-szulfát-oldat. Ha már néhány cm oldat átfolyt, zárjuk el a szorítót.
Figyeljük meg, hogy a réz-szulfát-oldat és a víz határfelülete kezdetben éles, jó pár percnyi vagy néhány órányi várakozás után elmosódik, a két folyadék keveredik.
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Hogyan lehetne meggyorsítani a két folyadék diffúzióval való keveredését?
Módszertani kiegészítések
- Érdemes lehet a kísérletet összeállítva tartani, akár a következő óráig. Addigra biztosan szembetűnő lesz a keveredés.
c) Kálium-permanganát diffúziója vízben
Szükséges anyagok, eszközök
- magas mérőhenger (250 cm3-es)
- szilárd kálium-permanganát (KMnO4) (a Hőtan II. mérésnél található!)
- vegyszereskanál
- szűrőpapír, 5x5 cm-es darabok
- cérna
- hurkapálca
- víz
Leírás
Töltsük meg a mérőhengert majdnem színültig vízzel, majd várjunk pár percet, míg a víz áramlásai megszűnnek, az esetlegesen jelen lévő gázbuborékok távoznak.
Ezalatt vágjunk kb. 5x5 cm-es négyzetlapot szűrőpapírból és szórjunk a közepére kanálhegynyi szilárd kálium-permanganátot. A papírt összehajtva és összekötözve készítsünk kis „batyut”, amit a cérnával kössünk a hurkapálcához. Lógassuk be a csomagot a vízbe, a hurkapálcát keresztbe támasztva a mérőhenger tetején.
Figyeljük meg, hogy a csomagból lila csík indul a henger aljára, majd jó pár percnyi várakozás után az egész mérőhenger tartalma lilává válik.
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Milyen halmazállapotú rendszerekben jöhet létre diffúzió?
- Milyen tényezők és hogyan befolyásolják a diffúzió sebességét?
- Soroljunk fel példákat a mindennapi, gyakorlati életből diffúzió megvalósulására, alkalmazására!
Tweet