Egzotermne i endotermne reakcije – „Hot pack“
1. Promatrajmo u prirodi
Nekada je samo u specijaliziranim trgovinama bilo moguće kupiti „grijaće vrećice“ (engl. hot packs).
Primjerice,u trgovinama za planinare, ribolovce.
Danas je to moguće u dobro opskrbljenim supermarketima.
Najzastupljeniji se tip takvih proizvoda
sastoji od plastične vrećice ispunjene tekućinom.
U toj se vrećici nalazi elastični metalni predmet
oblika i veličine kovanog novca malog apoena.
Pritiskom na metalnu pločicu dolazi do kristalizacije
tekućeg sadržaja u vrećici pri čemu se oslobađa toplina.
2. Prisjetimo se što već znamo o uočenoj pojavi/procesu
Određene se kemijske i fizikalne promjene
odvijaju uz oslobađanje energije.
Promjene pri kojima se toplinska energija iz sustava oslobađa u okolinu,
nazivamo egzotermnim promjenama.
3. Postavimo istraživačka pitanja
a) Dolazi li u „grijaćoj vrećici“ do kemijske promjene tvari?
b) Je li tekućina iz grijaće vrećice čista tvar?
4. Oblikujmo pretpostavku
a) U „grijaćoj vrećici“ ne dolazi do kemijske promjene.
b) Tekuća tvar kojom je ispunjena „grijaća vrećica“ je smjesa tvari.
1. Promatrajmo u prirodi
Nekada samo u specijaliziranim trgovinama za, primjerice, planinare ili ribolovce, a danas i u dobro opskrbljenim supermarketima, moguće je kupiti „grijaće vrećice“ (engl. hot packs). Najzastupljeniji se tip takvih proizvoda sastoji od plastične vrećice ispunjene tekućinom u kojoj se nalazi elastični metalni predmet oblika i veličine kovanog novca malog apoena. Pritiskom na metalnu pločicu dolazi do kristalizacije tekućeg sadržaja u vrećici pri čemu se oslobađa toplina.
2. Prisjetimo se što već znamo o uočenoj pojavi/procesu
Određene se kemijske i fizikalne promjene odvijaju uz oslobađanje energije. Promjene pri kojima se toplinska energija iz sustava oslobađa u okolinu, nazivamo egzotermnim promjenama.
3. Postavimo istraživačka pitanja
a) Dolazi li u „grijaćoj vrećici“ do kemijske promjene tvari?
b) Je li tekućina iz grijaće vrećice čista tvar?
4. Oblikujmo pretpostavku
a) U „grijaćoj vrećici“ ne dolazi do kemijske promjene.
b) Tekuća tvar kojom je ispunjena „grijaća vrećica“ je smjesa tvari.
5. Planirajmo i provedimo istraživanje
Do odgovora na istraživačka pitanja može se doći (i) prema sljedećoj istraživačkoj proceduri:
- Izmjeri temperaturu „grijaće vrećice“ prije njenog aktiviranja.
- Savij metalnu pločicu i aktiviraj „grijaća vrećica“.
- Izmjeri temperaturu „grijaće vrećice“ nakon njenog aktiviranja.
- U kratkim vremenskim intervalima mjeri do njene stabilizacije na početnoj temperaturi.
- Usporedno s mjerenjem temperature, bilježi ostala opažanja.
- Utvrdi da je „grijaća vrećica“ ohlađena do početne temperature.
- Ubaci u vodu zagrijanu gotovo do vrenja.
- Prati i bilježi promjene tvari kojom je ispunjena „grijaća vrećica“.
- Kada sadržaj aktivne tvari postane tekuć,izvadi vrećicu iz vruće vode. Ostavi ju da se hladi na sobnoj temperaturi.
- Ponovi još jednom prethodno opisanu proceduru.
U sljedećem se koraku analizira sadržaj vrećice. Iščitaj sadržaja etikete. Koristi se i laboratorijskom analizom.
- Odvagni vrećicu.
- Zabilježi masu.
- Precizno razreži pa izdvoji tekući dio u prethodno odvaganu čašu.
- Odvagni metalnu pločicu i plastični ovitak.
- Nastavi s analizom tekućeg sadržaja,
- Izmjeri masu tekućeg sadržaja u čaši.
- Svu tekućinu upari.
- Ako je moguće, čvrsti je uzorak osuši u sušioniku.
- Nakon što se ohladi, izmjeri njegovu masu.
6. Analizirajmo rezultate i donesimo zaključke
- Analizom podataka donesite zaključak o prirodi promjene tvari iz „grijaće vrećice“.
- Usporedbom rezultata kvantitativne analize s podatcima o topljivosti aktivne tvari u vodi donesite zaključak o vrsti tvari kojom je ispunjena „grijaća vrećica“.
7. Naša pretpostavka je potvrđena/naša pretpostavka je opovrgnuta
- Ako je vaša pretpostavka opovrgnuta, postavite novu predpostavku.
- Osmislite proceduru njenog dokazivanja i izvedite zaključak.
8. Napravimo izvještaj
- Rezultate svoga rada prikažite plakatom ili prezentacijom u Wordu PowerPointu-u ili Haiku Decku .
- Osmislite, izradite i demonstrirajte vlastitu „grijaću“ ili „hladeću“ vrećicu.
- Koristite znanja o kemijskim i fizikalnim promjenama i pratećim energijskim promjenama.
- Pri tome bjasnite na koji način funkcionira „grijaća vrećica“.
- Koristite se istraživačkim podatcima i znanjem kemije .
5. Planirajmo i provedimo istraživanje
Do odgovora na istraživačka pitanja može se doći (i) prema sljedećoj istraživačkoj proceduri:
- Izmjeri se temperatura „grijaće vrećice“ prije njenog aktiviranja.
- Savijanjem metalne pločice aktivira se „grijaća vrećica“.
- Izmjeri se temperatura „grijaće vrećice“ nakon njenog aktiviranja te se u kratkim vremenskim intervalima mjeri do njene stabilizacije na početnoj temperaturi. Usporedno s mjerenjem temperature, bilježe se ostala opažanja.
- Nakon što se utvrdi da je „grijaća vrećica“ ohlađena do početne temperature, ubaci se u vodu zagrijanu gotovo do vrenja.
- Prate se i bilježe promjene tvari kojom je ispunjena „grijaća vrećica“.
- Kada sadržaj aktivne tvari postane tekuć, vrećica se izvadi iz vruće vode i ostavi hladiti na sobnoj temperaturi.
- Prethodno opisana procedura se ponovi još jednom.
U sljedećem se koraku analizira sadržaj vrećice, iščitavanjem sadržaja etikete i laboratorijskom analizom, kako slijedi.
- Vrećica se odvagne. Zabilježi se masa. Potom se precizno razreže pa izdvoji tekući dio u prethodno odvaganu čašu.
- Prije nego se nastavi s analizom tekućeg sadržaja, odvagnu se metalna pločica i plastični ovitak.
- Sada se izmjeri masa tekućeg sadržaja u čaši. Potom se sva tekućina upari.
- Ako je moguće, čvrsti je uzorak poželjno osušiti u sušioniku. Nakon što se ohladi, izmjeri se njegova masa.
6. Analizirajmo rezultate i donesimo zaključke
- Analizom podataka donesite zaključak o prirodi promjene tvari iz „grijaće vrećice“.
- Usporedbom rezultata kvantitativne analize s podatcima o topljivosti aktivne tvari u vodi donesite zaključak o vrsti tvari kojom je ispunjena „grijaća vrećica“.
7. Naša pretpostavka je potvrđena/naša pretpostavka je opovrgnuta
- Ako je vaša pretpostavka opovrgnuta, postavite novu, osmislite proceduru njenog dokazivanja i izvedite zaključak.
8. Napravimo izvještaj
- Rezultate svoga rada prikažite plakatom ili prezentacijom u Wordu PowerPointu-u ili Haiku Decku ili osmislite, izradite i demonstrirajte vlastitu „grijaću“ ili „hladeću“ vrećicu temeljem znanja o kemijskim i fizikalnim promjenama i pratećim energijskim promjenama. Pri tome, koristeći se istraživačkim podatcima i znanjem kemije objasnite na koji način funkcionira „grijaća vrećica“.