Zadanie
Možno si ešte pamätáte na šikovného Adama, ktorý zmiešal múku s cukrom. Po veľkom úspechu curkovomúkového koláča sa rozhodol skúsiť inú zmes. Tentoraz zmiešal soľ s cukrom. Následne si ale uvedomil, že takú zmes asi do koláča použiť nevie – kto to kedy videl, sladko-slaný koláč?! Tak sa Adam rozhodol, že si so zmesou zaexperimentuje. Zaujímalo by ho, akú rozpustnosť má táto zmes vo vode v závislosti od hmotnostného pomeru cukru a soli. Zmerajte túto závislosť experimentálne v celom rozsahu hmotnostného pomeru zmesi – od čistej soli až po čistý cukor.
Na začiatok sa musím priznať, že hoci som sa UFu venoval dosť dlho, na túto úlohu si vôbec nepamätám… No, poďme k veci. Presne tak, ako píše zadanie, budeme zmiešavať soľ s cukrom, následne túto zmes zmiešavať s vodou a zisťovať koľko tejto zmesi sa roztopí vo vode.
Pozrime si najprv koľko približne očakávame, že sa rozpustí takejto zmesi vo vode. Rozpustnosť kuchynskej soli podľa tabuliek je \(\SI{355}{\gram\per\litre}\) a cukru približne rovnako. Keďže nechceme minúť priveľa cukru a soli, tak by sme mohli rozpúšťať zmes soli a cukru v \(\SI{100}{\milli\litre}\) vody.
Keďže rozpustnosť závisí od teploty vody, budeme sa snažiť túto teplotu počas merania nemeniť (čo by ale nemal byť problém). Inak bude experiment prebiehať pomerne priamočiaro: Do priehľadnej odmerky nalejeme \(\SI{100}{\milli\litre}\) vody, v nejakej miske si namiešame zmes v požadovanom pomere a následne budeme pomaly prisypávať zmes až pokiaľ sa neprestane rozpúšťať.
Merania sme zapísali do tabuľky:
| Percento soli v zmesi | Hmotnosť zmesi |
|---|---|
| \(0\) | |
| \(15\) | |
| \(25\) | |
| \(33\) | |
| \(50\) | |
| \(66\) | |
| \(85\) | |
| \(100\) |
A následne z meraní urobili graf:
Povedzme najprv niečo o chybách merania a až potom zhodnoťme výsledky. Ako najväčšiu chybu merania by sme tentokrát asi označili to, že určovanie toho, kedy je roztok nasýtený sme nerobili nijako exaktne, ale len spôsobom: „Keď to dosť pomiešam a už sa to nerozpustí, tak je to nasýtené“. Problém bola u nás napríklad soľ, ktorá obsahovala niektoré kryštáliky, ktoré sa nerozpustili ani v prípade že roztok nebol nasýtený.
Hmotnosť bola meraná na desatinu gramu, čo je v porovnaní so subjektívnym zisťovaním nasýtenosti roztoku veľmi presne.
Čo sa týka výsledkov, tak z nich asi nevieme vyvodiť žiadnu závislosť. Je to spôsobené veľmi veľkou chybou merania v rozoznávaní nasýteného roztoku, ktorá bude asi aj väčšia ako rozdiel medzi najväčšou a najmenšou nameranou hodnotou.
Ako by sme mohli experiment zlepšiť? Asi by bolo treba venovať mu veľa času, aby sa dala zmes cukru a soli pridávať postupne, a mať čas na ich dokonalé rozpustenie. Za zváženie by stál aj opačný postup: nie pridávať cukor a soľ do vody, ale vodu do cukru a soli. Takto by sme mohli pridať toľko vody, koľko by bolo treba na rozpustenie zmesi a meranie by možno bolo presnejšie.
Iný možný postup je, že nasypeme veľa cukru a soli do vody a potom zistíme koľko sa jej nerozpustilo. To by ale znamenalo zisťovať hmotnosť toho, čo sa nerozpustilo, kvôli čomu by bolo asi treba túto zmes sušiť, aby sme ju nevážili aj s vodou.
Takýto postup nám príde na prvý pohľad ešte menej presný ako ten, ktorým sme to merali. (A medzi nami, to už je teda čo povedať.)
Diskusia
Tu môžte voľne diskutovať o riešení, deliť sa o svoje kusy kódu a podobne.
Pre pridávanie komentárov sa musíš prihlásiť.