Лабораторный опыт № 1, страница 12 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Наблюдение броуновского движения частичек чёрной туши под микроскопом. Лабораторные опыты - страница 12.

Условие.

Лабораторный опыт № 1. Наблюдение броуновского движения частичек чёрной туши под микроскопом

Цель: обнаружение броуновского движения частичек чёрной туши под микроскопом.

Оборудование и реактивы: кисточка для рисования, предметное стекло, покровное стекло, микроскоп, вода, чёрная тушь.

Задание. Объяснить существование броуновского движения частичек чёрной туши в капле чистой воды.

Инструкция

1. Нанесите на предметное стекло каплю чистой воды и с помощью кисточки подкрасьте её очень небольшим количеством чёрной туши, предварительно разведённой водой до светло-серого цвета.

2. Осторожно накройте каплю покровным стеклом так, чтобы не было пузырьков воздуха.

3. Поместите приготовленный объект на предметный столик микроскопа.

4. Перемещая тубус микроскопа, добейтесь чёткого изображения. Что вы увидели?

5. Ответьте на вопросы.

◆ Какое явление вы наблюдали? Дайте определение этого явления.

◆ Почему чёрные частицы туши совершают самопроизвольное движение?

◆ Что этот опыт доказывает?

Дополнительное задание

Объясните, будет ли наблюдаться в микроскоп хаотическое движение частиц, если вместо туши в воду поместить капельки жира. Почему?

Решение.

Решение 2.

Задание. Объяснить существование броуновского движения частичек чёрной туши в капле чистой воды.

Броуновское движение частичек чёрной туши в воде является прямым следствием основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ). Согласно этой теории, все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул и атомов), которые находятся в непрерывном и хаотическом движении.

В данном опыте мы наблюдаем частицы туши (в основном, сажи), которые взвешены в воде. Эти частицы намного крупнее отдельных молекул воды, но всё же достаточно малы, чтобы испытывать их воздействие. Молекулы воды, находясь в постоянном тепловом движении, непрерывно и со всех сторон ударяются о частицу туши.

Поскольку движение молекул хаотично, количество и сила ударов с разных сторон в каждый момент времени не являются одинаковыми. То есть, удары не компенсируют друг друга. В результате возникает кратковременная неуравновешенная сила, которая толкает частицу туши в определённом направлении. В следующий момент времени направление и величина этой силы случайным образом изменяются из-за новой комбинации ударов, и частица движется уже в другом направлении. Этот процесс повторяется непрерывно, заставляя частицу туши совершать беспорядочное зигзагообразное движение, которое мы и наблюдаем в микроскоп.

Ответ: Существование броуновского движения объясняется тем, что частицы туши испытывают постоянные, но нескомпенсированные удары со стороны хаотично движущихся молекул воды.

Какое явление вы наблюдали? Дайте определение этого явления.

В ходе опыта наблюдалось явление, называемое броуновским движением.

Определение: Броуновское движение — это беспорядочное (хаотическое) движение микроскопических видимых частиц, взвешенных в жидкости или газе, которое происходит под действием ударов молекул окружающей среды.

Ответ: Наблюдаемое явление — броуновское движение. Это хаотическое движение взвешенных в среде частиц, вызванное ударами молекул этой среды.

Почему чёрные частицы туши совершают самопроизвольное движение?

Чёрные частицы туши совершают самопроизвольное (спонтанное) движение не сами по себе, а под воздействием окружающей их среды — воды. Молекулы воды находятся в непрерывном тепловом движении и постоянно сталкиваются с частицами туши. Так как эти столкновения случайны, в любой момент времени суммарный импульс, передаваемый частице с одной стороны, не равен импульсу, передаваемому с другой. Эта разница в воздействии создаёт результирующую силу, которая и заставляет частицу двигаться. Направление и величина этой силы постоянно меняются, что приводит к хаотической траектории движения частицы.

Ответ: Частицы туши движутся из-за неуравновешенных и беспорядочных ударов молекул воды, которые находятся в постоянном тепловом движении.

Что этот опыт доказывает?

Данный опыт является одним из наиболее убедительных экспериментальных доказательств справедливости молекулярно-кинетической теории строения вещества. Он наглядно демонстрирует и подтверждает два её ключевых положения:
1. Вещества состоят из отдельных дискретных частиц — молекул (или атомов).
2. Эти частицы находятся в непрерывном и хаотическом движении (тепловом движении).
Мы не видим сами молекулы воды, но видим результат их движения через воздействие на более крупные частицы туши.

Ответ: Опыт доказывает, что вещества состоят из молекул, и эти молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

Дополнительное задание. Объясните, будет ли наблюдаться в микроскоп хаотическое движение частиц, если вместо туши в воду поместить капельки жира. Почему?

Да, если в воду вместо частиц туши поместить мелкие капельки жира (создав эмульсию), мы будем наблюдать их хаотическое движение. Это явление также будет являться броуновским движением.

Причина та же, что и в случае с частицами туши. Капельки жира, взвешенные в воде, будут испытывать непрерывные и неуравновешенные удары со стороны хаотично движущихся молекул воды. Это будет приводить к их беспорядочному перемещению в объёме жидкости. Для наблюдения этого явления важно, чтобы капли жира были достаточно малы, чтобы приводиться в движение ударами молекул, но при этом достаточно велики, чтобы их можно было различить в микроскоп.

Ответ: Да, хаотическое движение капелек жира будет наблюдаться, так как на них, как и на частицы туши, будут действовать нескомпенсированные удары молекул воды.