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:

Graf závislosti hmotnosti zmesi v nasýtenom roztoku od percenta soli v zmesi.
Graf závislosti hmotnosti zmesi v nasýtenom roztoku od percenta soli v zmesi.

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.