Alkoholers absorption af mikrobølger
En mikrobølgeovn udsender mikrobølger. Vi er vant til, at mikrobølgerne udvikler varme. Men det er ikke alt, en mikrobølgeovn er god til at opvarme. I dette forsøg undersøger vi mikrobølgers absorption i 3 forskellige molekyler.
MÅ KUN UDFØRES AF LÆRER
Aktivitetsvejledning
- Dette forsøg er et demonstrationsforsøg, der udføres af læreren.
- Afmål 50 ml hexan-1-ol, oktan-1-ol og decanol i hver sin koniske kolbe.
- Noter indholdet på hvert glas.
- Mål temperaturen i hver kolbe, og noter den. Det er lettest, hvis alkoholerne har samme starttemperatur.
- Sæt kolberne i mikroovnen, og giv dem maksimalt 20 sekunder ved fuld styrke. Alkoholerne har et højere flammepunkt end ethanol, men holdes de ved en lav temperatur, er risikoen for brand mindre.
- Tag kolberne ud, og mål temperaturen. Noter forskellen i temperaturstigning.
- Kolberne holdes under udsug, sættes til afkøling i stinkskab efter demonstrationen, og bortskaffes efter timen.
- Husk: Sluk aldrig en eventuel væskebrand med vand. Hav derfor korrekt brandslukningsudstyr parat.
Prøv også
- Varm alkoholer med endnu længere carbonkæder i mikroovnen, og tjek om tendensen stadig gælder.
- Sammenlign opvarmningen med samme volumen vand.
Forklaring
Mikrobølgestråler kan absorberes i et molekyle, hvis det indeholder en polær binding. I et vandmolekyle er der to bindinger mellem oxygen og hydrogen, og de er begge polære. Derfor er vand rigtig godt til at absorbere mikrobølger. I vores madvarer er der næsten altid meget vand, så derfor er mad nemt at varme op med mikrobølger.
Alkoholer er karakteriseret ved at indeholde en såkaldt hydroxy-gruppe. Det kaldes det, når et carbonatom har et oxygenatom bundet til sig, samtidig med at dette oxygenatom har et hydrogenatom bundet til sig. Man kalder det også bare en OH-gruppe. Bindingen mellem O og H, som findes i et vandmolekyle, findes altså også i en alkohol.
I dette forsøg undersøges, hvor meget mikrobølgestråling der kan absorberes i 3 forskellige alkoholer. Den første alkohol har foruden sin OH-gruppe 6 carbonatomer, den næste har 8 carbonatomer, og den sidste har 10 carbonatomer. Det vil sige, at OH-gruppen i den første alkohol udgør en større del af molekylet, end den gør i den sidste alkohol. Derfor bliver den første alkohol nemmere varmet op af mikrobølger, end den sidste alkohol gør.
Undersøgelseskompetence-området
Eleven kan indsamle og vurdere data fra egne og andres undersøgelser i naturfag. Eleven har viden om indsamling og validering af data.
Faglig kontekst
Fysik: Typer af stråler, atomer, atomprocesser.
Biologi: Økosystemer, miljøpåvirkninger, menneskeskabte ændringer i økosystemer, fysisk-kemisk påvirkning af økosystemer.
Geografi: Klimaets indflydelse, vejrdata, vejfænomener, global opvarmning, klimaændringer.
Fællesfagligt fokusområde
Strålings indvirkning på levende organismers levevilkår:
Når molekyler absorberer stråler, bliver de varme. Når drivhusgasser (molekyler) absorberer solstråler (stråler), bliver de varme, der opstår det, vi kalder drivhuseffekt.