Τετάρτη, 28 Νοεμβρίου 2012

Εισαγωγή


Η συγκεκριμένη ιστοσελίδα απευθύνεται σε άτομα, τα οποία θέλουν να γνωρίσουν το θαυμαστό κόσμο της Φυσικοχημείας  μέσα από επίδειξη πειραμάτων, προβολή video, χρήση προσομοιώσεων, λογισμικών, θεωρητικών προσεγγίσεων, πρακτικών εφαρμογών.
To site είναι κατάλληλο για μαθητές Θετικής Κατεύθυνσης, οι οποίοι μπορούν να διδαχθούν Φυσικοχημεία χρησιμοποιώντας τις σύγχρονες μεθόδους διδασκαλίας του εικονικού εργαστηρίου. Δεδομένου ότι στο σύγχρονο σχολείο είναι πλέον διευρυμένη η χρήση των H/Υ καθίσταται ολοένα και μεγαλύτερη η ανάγκη αξιοποίησης των μέσων τεχνολογίας και επικοινωνίας. Άρα, οι Θετικές Επιστήμες μπορούν να διδαχθούν όχι μόνο με τον παραδοσιακό τρόπο αλλά με έναν τρόπο σύγχρονο, συμβατό με τα σύγχρονα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, όπως είναι αυτός ενός ιστοτόπου.

Τρίτη, 27 Νοεμβρίου 2012

ΧΗΜΕΙΑ Α' ΛΥΚΕΙΟΥ

Προσομοιώσεις και λογισμικά Β' και Γ' Λυκείου Κατεύθυνσης



Παρακάτω παρουσιάζονται προσομοιώσεις και λογισμικά για το μάθημα της 
Χημείας Κατεύθυνσης Γ΄Λυκείου:

Κεφάλαιο 1ο
Κεφάλαιο 3ο
    Κεφάλαιο 5ο

        Στη συνέχεια παρουσιάζονται προσομοιώσεις και λογισμικά για το μάθημα της 
        Χημείας Κατεύθυνσης Β' Λυκείου:

        Κεφάλαιο 1ο

        Κεφάλαιο 2ο

          Κεφάλαιο 3ο
          Κεφάλαιο 4ο

                    Δευτέρα, 26 Νοεμβρίου 2012

                    Υπολογισμός ειδικής θερμοχωρητικότητας υλικού


                    Με τη βοήθεια της παρακάτω προσομοίωσης μπορούμε να υπολογίσουμε την ειδική θερμοχωρητικότητα διαφόρων υλικών(ξύλου, χαλκού, και άλλων μετάλλων)θερμαίνοντας το υλικό και καταγράφοντας τη μεταβολή της θερμοκρασίας συγκεκριμένης μάζας υλικού καθώς και τη θερμική ενέργεια που αυτό απορροφά.Η επιλογή του υλικού, της μάζας καθώς και του χρόνου θέρμανσης είναι δική μας. Από το νόμο της θερμιδομετρίας Q=mcΔΤ   μπορούμε να κάνουμε επίλυση τύπου ως προς c, δεδομένου ότι τα υπόλοιπα μεγέθη είναι γνωστά.
                    http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/specific_heat_s.html
                    ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
                    Επιλέξτε 5g χαλκού (copper)και διάρκεια θέρμανσης 3sec.H αρχική θερμοκρασία είναι 20ο C (είναι πάντα ορισμένη) ενώ η τελική 97,9οC. Η θερμότητα που απορρόφησε το υλικό είναι 150 J.Υπολογίστε την ειδική θερμοχωρητικότητα του υλικού.




                    Οξειδοαναγωγική ογκομέτρηση


                    Στην προσομοίωση που ακολουθεί θα γίνει προσδιορισμός της συγκέντρωσης των ιόντων δισθενούς σιδήρου Fe2+ χρησιμοποιώντας διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου. Ανάμεσα στα δύο διαλύματα λαμβάνει χώρα οξειδοαναγωγική αντίδραση με τα ιόντα του δισθενούς σιδήρου να οξειδώνονται σε ιόντα τρσθενούς Fe3+ και το μαγγάνιο να ανάγεται από αριθμό οξείδωσης +7 στο ΚΜnO4 σε +2.Το διάλυμα του υπερμαγγανικού καλίου έχει χαρακτηριστικό ιώδες χρώμα ενώ τα ιόντα του δισθενούς μαγγανίου είναι άχρωμα.Με την προσθήκη λοιπόν του KMnO4 στο διάλυμα των ιόντων δισθενούς σιδήρου αυτό αποχρωματίζεται.Κοντά στο ισοδύναμο σημείο όπου η ογκομετρούμενη ουσία θα έχει αντιδράσει πλήρως με το KMnO4 βλέπουμε ότι ο αποχρωματισμός αργεί να γίνει.
                    http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/redoxNew/redox.html
                    Στο σημείο αυτό είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί και ρίχνουμε σταγόνα-σταγόνα. Με την παραμικρή περίσσεια του KMnO4 στο διάλυμα το ογκομετρούμενο αυτό θα χρωματιστεί ιώδες οπότε η ογκομέτρηση έχει ολοκληρωθεί. Αν υποθέσουμε ότι ο αρχικός όγκος του διαλύματος δισθενούς σιδήρου είναι 25 ml και η συγκέντρωση του KMnO4 0.1812 M να βρείτε τη συγκέντρωση τοου διαλύματος Fe2+
                    Προσθέσαμε 35 ml από το οξειδωτικό μας.Βρείτε τη συγκέντρωση του ογκομετρούμενου διαλύματος.















                    Ηλεκτρόλυση


                    Ηλεκτρόλυση είναι το σύνολο των αντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής που λαμβάνουν χώρα σε ένα τήγμα ή διάλυμα ενός ηλεκτρολύτη όταν εφαρμόσουμε κατάλληλη διαφορά δυναμικού στα άκρα των ηλεκτροδίων.
                      Η συσκευή της ηλεκτρόλυσης ονομάζεται ηλεκτρολυτικό στοιχείο ή βολτάμετρο και περιλαμβάνει το δοχείο, τα ηλεκτρόδια, τον ηλεκτρολύτη και την πηγή ρεύματος.
                    Τα δύο μέταλλα που έχουν επιλεγεί ως ηλεκτρόδια είναι ο σίδηρος και ο άργυρος με την ίδια μάζα 10 g.Ως ηλεκτρολύτης το διάλυμα  νιτρικού ψευδαργύρου.













                    http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/electroChem/electrolysis10.html
                    Τα δύο διαφορετικά µέταλλα έρχονται σε επαφή µε το ίδιο υγρό (ηλεκτρολύτης), µε αποτέλεσµα να µετακινείται µάζα από το ηλεκτροθετικότερο µέταλλο (άνοδος) προς το λιγότερο ηλεκτροθετικό (κάθοδος). Για να συμβεί όμως αυτό θα πρέπει να εφαρμοστεί κατάλληλη διαφορά δυναμικού. Το δυναμικό του στοιχείου που φτιάξαμε είναι:
                    Eκαθόδουανόδου=0,8-(-0,44)V=1.24V.
                    Αν λοιπόν επιλέγει μικρότερη των 1,24V τάση τότε το φαινόμενο της ηλεκτρόλυσης δε θα πραγματοποιηθεί.Μετακινήστε την μπάρα της τάσης δεξιά σε τιμή μεγαλύτερη από την παραπάνω.Η ηλεκτρόλυση ξεκινά
                    Παρατηρείστε τη μείωση στη μάζα του σιδήρου ο οποίος οξειδώνται και την αύξηση στη μάζα του αργύρου που ανάγεται.




                    Γαλβανικά στοιχεία

                    http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/electroChem/voltaicCellEMF.html

                    Στην παρακάτω προσομοίωση απεικονίζεται ένα τυπικό γαλβανικό στοιχείο το οποίο αποτελείται από δύο ημιστοιχεία, το ηλεκτρόδιο καθόδου(Cu2+/Cu)και το ηλεκτρόδιο ανόδου(Ζn/Zn2+).H  κάθοδος είναι το ηλεκτρόδιο όπου συμβαίνει η ημιαντίδραση αναγωγής ενώ άνοδος είναι το ηλεκτρόδιο στο οποίο συμβαίνει η ημιαντίδραση οξείδωσης. Η κάθοδος γράφεται δεξιά και η άνοδος αριστερά. Στην προσομοίωση υπάρχει και πίνακας στον οποίο φαίνονται τα κανονικά δυναμικά αναγωγής των μετάλλων.Όσο πιο μεγάλη είναι η τιμή αυτή τόσο πιο εύκολα ανάγεται το στοιχείο.Το κύκλωμα κλείνει γέφυρα άλατος. Ανάμεσα στο χαλκό και τον ψευδάργυρο μεγαλύτερη τάση για αναγωγή έχει ο χαλκός.Άρα ο ψευδάργυρος οξειδώνεται και αποβάλλει ηλεκτρόνια ενώ ο χαλκός προσλαμβάνει τα ηλεκτρόνια αυτά και ανάγεται.
                    Zn→Zn2++2e-     (ημιαντίδραση οξείδωσης)
                    Cu2++2e-→Cu    (ημιαντίδραση αναγωγής)
                    Zn+Cu2+→Zn2++Cu (συνολική αντίδραση)

                    Τα ηλεκτρόνια ρέουν από το αριστερό στο δεξιό ημιστοιχείο
















                    ΠΑΡΑΤΗΡΕΙΣΤΕ ΤΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΠΟΥ ΥΦΙΣΤΑΝΤΑΙ ΤΑ ΔΥΟ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ






















                    Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης


                    Στις αντιδράσεις απλής αντικατάστασης ανήκουνοι παρακάτω περιπτώσεις.
                    a)Μέταλλο+οξύ→άλας+Η2
                    b)Μέταλλο+άλας→άλας΄+μέταλλο΄
                    c)Μέταλλο(K,Βα,Ca,Na)+ Η2Ο→Βάση+Η2
                    d)Μέταλλο(τα υπόλοιπα)+Η2Ο→Οξείδιο+Η2
                    e)Αμέταλλο+άλας→άλας΄+αμέτλλο΄
                    Οι τέσσερις πρώτες περιπτώσεις σχετίζονται με τη σειρά ηλεκτροθετικότητας των μετάλλων ή καλύτερα με τη σειρά αναγωγικής ισχύος τους, δεδομένου ότι είναι σώματα αναγωγικά.
                    K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au 
                    Η τελευταία σχετίζεται με τη σειρά οξειδωτικής ισχύος των αμετάλλων, δεδομένου ότι αυτά είναι σώματα οξειδωτικά.
                    F2, Ο3, Cl2, Br2, Ο2, I2, S 
                    Ένα μέταλλο ή αμέταλλο που προηγείται στη σειρά αναγωγικής ή οξειδωτικής ισχύος αντίστοιχα από ένα άλλο μέταλλο ή αμέταλλο μπορεί να το εκυοπίσει και να πάρει τη θέση του.Στην παρακάτω προσομοίωση μας δίνεται μια σειρά από διαλύματα στα οποία μπορούμε να εμβαπτίσουμε κάποια ελάσματα μετάλλων και να δούμε αν πραγματοποιείται αντίδραση.Αν το μέταλλο που εμβαπτίζουμε είναι δραστικότερο από το κατιόν του διαλύματος άλατος τότε το εκτοπίζει για να πάρει τη θέση του. Πάνω στο έλασμα του κάθε μετάλλου μπορούμε να δούμε το μέταλλο το οποίο αποτίθεται λατά την εκτόπισή του.
                    Στο παρακάτω παράδειγμα έχουμε εμβαπτίσει έλασμα μαγνησίου.Πειραματιστείτε και με τα υπόλοιπα μέταλλα. Ο χαλκός όπως βλέπετε έχει χρώμα κόκκινο.ο άργυρος ασημί και ο ψευδάργυρος γκρι.











                    http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/redox/home.swf













                    Στην παρακάτω εφαρμογή εμβαπτίζουμεελάσματα μετάλλων σε υδροχλωρικό οξύ.Τι παρατηρείτε; 







                    Οξείδωση - Αναγωγή


                    Παράδειγμα σύνθεσης είναι η σύνθεση του NaCl  από τα συστατικά του στοιχεία βάσει της εξίσωσης:




                    Στην παραπάνω αντίδραση ο αριθμός οξείδωσης του νατρίου μεταβάλλεται από ο που είναι σε ελεύθερη κατάσταση σε +1 όταν είναι ενωμένο με το χλώριο.





                    Αντίθετα το χλώριο μειώνει τον αριθμό οξείδωσής του από 0 σε ελεύθερη κατάσταση σε -1 στο αλάτι.

                    Το σώμα του οποίου ο αριθμός οξείδωσης αυξάνεται λέγεται αναγωγικό, ενώ το σώμα του οποίου ο αριθμός οξείδωσης μειώνεται λέγεται οξειδωτικό.