The smeltpunt

overzicht

In deze 15 minuten durende activiteit is dat een (N)ijstemperatuur! teams van kinderen van 8 tot 13 jaar voorspellen welk ijsblokje sneller zal smelten, één besprenkeld met zout, of één zonder zout. Na het maken van hun voorspellingen, de kinderen gieten zout op een ijsblokje en laat de andere onaangeroerd, dan observeren voor twee minuten om te zien of hun voorspellingen correct waren. Kinderen leren dat het toevoegen van zout — of andere stoffen — aan ijs het smeltpunt van ijs verlaagt. Tot slot, ze zetten hun kennis op de proef door het maken van ijs!

wat heeft het voor zin?

• Water kan in verschillende toestanden voorkomen; ijs is de vaste toestand van water.
• het smeltpunt van zuiver waterijs is 32°F (0°C). het toevoegen van zout — of andere stoffen — aan ijs verlaagt het smeltpunt van ijs.

Materialen

Voor elk kind

• Zijn/haar Ijs Onderzoeker Journal
• 1 potlood of pen
• 1 (1-kwart) Hersluitbaar zakje
• 1 (1 liter) Hersluitbaar zakje
• 1 eetlepel suiker
• 1/2 kopje melk
• 1/4 theelepel vanille –
• 2 eetlepels rock zout
• Voldoende ijsblokjes bijna vul de gallon zakje
• 1 plastic lepel

F of elke groep van 4 tot 6 kinderen:

• 1 Piepschuim plaat
• 2 ijsblokjes
• 1/4 theelepel zout
• Kleine beker voor de zout
• keukenpapier
• Vergrootglas (optioneel)

Voor de begeleider:

• Achtergrond informatie

Voorbereiding

• Pre-meet de zout en plaats in kleine kopjes
• Overweeg pre–mixen van het ijs ingrediënten

Activiteiten

1. Vraag de kinderen om te voorspellen wat er gebeurt als er zout op een ijsblokje wordt gestrooid. Laat ze hun voorspellingen noteren in hun Ice Investigator Journal.

2. Verdeel de kinderen in teams van vier tot zes en nodig ze uit om een experiment uit te voeren dat hun voorspellingen zal testen!

3. Verdeel de materialen, waaronder de plaat, zout, twee ijsblokjes en vergrootglas aan elk team.

4. Laat het smelten beginnen! Nodig de kinderen uit om zout op een van hun ijsblokjes te strooien, en zorg ervoor dat er geen zout op de tweede kubus komt. Laat ze hun blokjes ongeveer twee minuten observeren en hun bevindingen opnemen in hun Ijsonderzoeker-Journalen. Noot van

5. Nadat de kinderen hun observaties hebben gemaakt en vastgelegd in hun Ice Investigator Journals, moedig ze aan om conclusies te trekken over wat ze observeerden.

• Wat gebeurde er met het ijsblokje toen er zout op werd gegoten? Het begon te smelten.

• beide ijsblokjes begonnen bij dezelfde temperatuur. Waarom smelt de ene sneller dan de andere? Door het zout smolt het ijs sneller.

delen met de kinderen dat het toevoegen van zout de temperatuur verlaagt waarbij water bevriest. Zoetwater bevriest bij 32°F (0°C), maar het vriespunt van zeewater is lager: ongeveer 28° F (-2 ° C). Hoe zouter het water is, hoe kouder het moet zijn om te bevriezen.Opmerking van de Facilitator: hoe groter de hoeveelheid zout, hoe lager het vriespunt (tot een punt); zodra er voldoende zout is dat niet meer oplost, neemt het vriespunt niet meer af). Zeewater is ongeveer 3,5% zout; zeewater bevriest bij ongeveer 28 ° F (-2° C). Een 10% – zoutoplossing bevriest bij ongeveer 20 ° F (-6°C), en een 20% – oplossing bevriest bij 2°F (-16°C).

• kunnen zij enig verband met hun leven bedenken? Een belangrijk verband voor kinderen die in koudere klimaten leven is het gebruik van zout — of andere stoffen — op bevroren wegen.
• waarom zou zout worden gegoten op wegen die bedekt waren met ijs? Wanneer je zout op bevroren wegen giet lost het zout op in het vloeibare water in het ijs en verlaagt het het vriespunt, zodat de temperaturen nog kouder moeten worden om het zoute water te laten bevriezen. Gezouten wegen blijven ijsvrij, zelfs bij temperaturen tot 15 ° F (-9°C). Andere chemicaliën, zoals calciummagnesiumacetaat, worden ook gebruikt om ijs op wegen te smelten. Ze zijn minder schadelijk voor het milieu dan steenzout (natriumchloride). Opmerking van de Facilitator: wanneer zout wordt toegevoegd aan een ijzige weg, begint het zout op te lossen als het in contact komt met het ijs; dit maakt zout water met een zeer hoge concentratie zout! Het zoute water blijft interageren met het ijs, verlaagt het vriespunt en smelt het. De temperatuur zou moeten dalen tot onder het vriespunt van zuiver water (32°F, 0°C) om het zoute water te bevriezen. veel verschillende zouten worden gebruikt voor het ontdooien van wegen. Natriumchloride (NaCl) is een gemeenschappelijk wegzout — keukenzout is een hogere graad van natriumchloride. Bij koudere temperaturen worden zouten zoals magnesiumchloride of calciumchloride vaak gebruikt omdat ze het smeltpunt nog verder verlagen.

  • hebben de kinderen Ooit zelfgemaakt ijs gemaakt? Hoe wordt zout gebruikt? Zout en ijs worden in een buitenemmer geplaatst. In dit zoute ijs wordt een binnenbak geplaatst die de ingrediënten voor ijs bevat.
  • waarom zou zout worden gebruikt om ijs te maken? Zout laat de temperatuur van het ijswater rond de ijscontainer dalen onder het smeltpunt van zuiver water; het maakt het kouder dan gewoon ijs en bevriest het ijs.
  Noot van de Facilitator: Zuiver water en ijs, geïsoleerd gehouden van de warme buitenwereld, komen na verloop van tijd tot evenwicht. Op moleculair niveau bevriezen watermoleculen op het ijs met dezelfde snelheid als ze ervan smelten. De volledige water / ijsoplossing bevindt zich op het Smelt – /vriespunt, 32°F (0°C). Het toevoegen van steenzout — of een stof die oplost in water — verstoort dit evenwicht. Minder watermoleculen interacteren op een bepaald moment met het ijs, waardoor de bevriezingssnelheid wordt vertraagd. Het zout heeft geen effect op de smeltsnelheid, dus meer smelten optreedt dan bevriezen-smelten ” wint — – en het ijs smelt. Daarbij wordt warmte-energie gebruikt om de waterstofbindingen te breken die de moleculen in het ijs bij elkaar houden. Met andere woorden, het ijs “verbruikt” wat warmte van de oplossing en de temperatuur daalt. Smelten en bevriezen weer overeenkomen met de tarieven (“tie”) opnieuw zodra de temperatuur is gedaald tot het nieuwe smeltpunt.

  6. Nodig de kinderen uit om hun nieuwe kennis op de proef te stellen terwijl ze ijs maken in een zakje! Geef elk kind een kwart zakje Ziploc en de suiker, melk en vanille. Laat ze de ingrediënten in het zakje gieten, verzegel het zakje, en meng ze.

  7. Laat ze vullen een gallon-sized Ziploc zakje met genoeg ijsblokjes om bijna vullen de zak, 2 eetlepels steenzout, en de kleinere zakje-goed verzegeld! – met de ingrediënten.

  8. Nodig de kinderen uit om te schudden en de zak rond te rollen tot de innerlijke ingrediënten zijn ingevroren (ongeveer 20 minuten).

  9. Terwijl iedereen geniet van hun traktaties, bekijken wat de kinderen geleerd over hoe het toevoegen van zout — of andere stoffen — verlaagt het smeltpunt van water.

  conclusie

  als de kinderen zijn begonnen met het maken van een sneeuwmobiel, nodig ze dan uit om alle antwoorden die ze op de juiste stukken hebben gevonden op te nemen.