LabsLand laborategi errealen nazioarteko sare bat da, online eskuragarri dagoena. Ikasleek (ikastetxeetan, unibertsitateetan eta bizitza osorako ikasketa-plataformetan) benetako laborategietara sarbidea izan dezakete Internet bidez, beren ordenagailu eramangarria, tablet edo telefonoa erabiliz.

Laborategiak denbora errealean dira (Arduino, FPGA...) eta mundu osoko unibertsitate desberdinetan kokatuta daude. Zenbait arlotan (Fisika, Biologia, Kimika) laborategiak LabsLand Ultrakonkurente Laborategiak dira, horrela unibertsitateak laborategian egin daitezkeen konbinazio guztiak grabatu ditu (kasuren batean, milaka) eta modu interaktiboan eskuragarri jarri ditu.

Edozein kasutan, laborategia beti da erreala (ez simulatu), eta Web bidez eskuragarri dago (ez duzu hardwarea lortu behar, bidalketekin arduratu, etab.).

Begiratu erabiltzaile baten saio arrunt batek nola funtzionatzen duen hurrengo bideoan:

Laburpena

Azido-base titulazio bat burutu ezaguneko azido azetiko irtenbide baten kontzentrazioa jakiteko, sodio hidroxido titiratzaile batekin erabiliz. Laborategi honek ikusizko neurketak azpimarratzen ditu, bereziki burotaren meniskoarekin lotutakoak, eta bi konfigurazio mota desberdin onartzen ditu.

Lehenengoa bide potentziometrikoko ikuspegirako da: pH sentsore digital bat izango duzu eskuragarri eta honen bidez ezagutuko duzu irtenbide ezezagunaren neutralketzea noiz gertatu den.

Bigarrena bide kolorimetrikoko ikuspegirako da: fenolftalein indikadorea duen kolore aldaketan fidatu ahal izango zara, pH sentsore digitalik gabe.

 

Azido-base titulazioa

Titulazioak metodo bolumetrikoak dira, ezagutzen den kontzentrazioa duen erreaktibo baten (estandarra) kantitatea neurtzean oinarritzen denak, ezezaguneko kontzentrazioa duen lagin batek (analitoa) kontsumitzen duena. p>Titulazioa burutzen da titiratzailea analitora gehituz burotaren bidez, substantzia kimikoki baliokidea lortzeko titiratzailearen eta analitoaren artean. Honek "baliokidetasun puntua" bezala ezagutzen da eta balio teorikoa da eta ezin da esperimentalki zehaztu.

Puntu horren estimazio esperimentala "azken puntua" izeneko hurbilketaren bidez lortzen da. Aldaketa fisiko baten bitartez zehazten da. Kasu honetan, irtenbidearen kolorearen aldaketa lortzen da indikadore substantzia bat gehitu ondoren: pH tarte jakin batzuetan kolorea aldatzen duen substantzia bat.

Azido-base titulazioan fenolftalein indikadorea erabiltzen dugu, pH inguruan 8.4 denean arrosa argi bihurtzen dena, ohiko azido-base titulazioetan baliokidetasun puntutik oso hurbil dagoen balio bat.

Beste aukera batean, konfigurazio potentziometrikoan, pH sentsore digital bat erabil daiteke "baliokidetasun puntua" zehazteko.

 

Kolorimetriko vs Potentziometriko ikuspegia

Kolorimetriko ikuspegiak fenolftalein indikadorearen kolore aldaketan oinarritzen da. Potentziometriko ikuspegiak, ordea, sentsore digitalak neurtutako pH igoeran oinarritzen da. Laborategi horren bertsio honetan bi konfigurazio desberdin daude eskuragarri, ikuspegi bakoitzerako bat. Kolorimetriko konfigurazioan ikasleek ez dute pH sentsore digitala ikusten.

Azido-base Titration II laborategiko desberdintasunak

Laborategi horren bertsio honetan (Azido-base Titration II) azido-base titulazioa burutu ahal izango duzu ezezaguneko azido azetiko irtenbide baterako. Laborategiko beste bertsioan (ikus Azido-base Titration I) azido-base titulazioa zitriko azido batentzat egin dezakezu.

Laborategi honen bertsio honek burotaren neurketa bisualak nabarmentzen ditu, burotako meniskua behar bezala irakurtzearekin barne. Laborategiko beste bertsioak (ikus Azido-base Titration I) hori ez du nabarmentzen, eta kalkuluetan zentratzen da. p>Horrekin batera, bertsio honetan bi konfigurazio desberdin aukeratu ahal izango dituzu: ikuspegi potentziometrikoa bat eta ikuspegi kolorimetrikoa beste. Ikuspegi kolorimetrikorako konfigurazioak ez du pH sentsorea erakusten. Laborategiko beste bertsioan (ikus Azido-base Titration I) konfigurazio bakarra dago eta sentsorea beti agertzen da.

Laburpena

Egin azido-base titrazio bat gatz azido klorhidriko ezezagun baten kontzentrazioa jakiteko, sodio hidroxido titrante bat erabiliz. Laborategi honek ikusizko neurketak azpimarratzen ditu, pipetatzailearen meniskoa kontuan hartuz, eta bi konfigurazio desberdin onartzen ditu.

Lehenengoak hurbilketa potentsiometriko bat da: pH sentsore digital batera sarbidea izango duzu eta erabili ahal izango duzu ezezagunaren neutralizazioa noiz lortu den jakiteko.

Bigarrenak ikusizko hurbilketa bat du: fenolftaleina adierazlea erabiliko duzu kolorearen aldaketa aldatzen denean, pH sentsore digitalik gabe.

Azido-base Titrazioa

Titrazioak bolumenezko metodo bat dira, kontzentrazio ezaguneko substantzia erreaktibo bat (estandarra izenez ezagutzen dena) kontsumitzen duen lagin ezezagun bat (analisia izenez ezagutzen dena) neurtzean oinarritzen direnak.

Titrazioa titrantea analyteari gehituz egiten da bureta bat erabiliz, titulantearen eta analisaren artean substantzia kimikoki baliokide bat lortzeko. Hau "baliokidetasun puntua" izenez ezagutzen da eta balio teoriko bat da, esperimentalki ezin da lortu.

Puntu honen estimazio esperimentala "amaiera puntua" izeneko hurbilketa batez lortzen da. Hori aldaketa fisiko baten bidez zehazten da. Kasu horretan, soluzioaren kolorearen aldaketa adierazle substantzia bat gehituz lortzen da: substantziak pH tarte jakin batzuetan kolorea aldatzen duena.

Azido-base titrazioarentzat fenolftaleina adierazlea erabiltzen dugu, pHaren inguruan 8.4 kolore arrosa bihurtzen dena, gehienetan azido-base titrazioetan baliokidetasun puntuari oso hurbil dagoen balio bat dena.

Bestalde, konfigurazio potentsiometrikoan, pH sentsore digital bat erabil daiteke "baliokidetasun puntua" zehazteko.

Kolorimetrikoa vs Potentsiometrikoa Hurbilketa

Kolorimetrikoa hurbilketa fenolftaleina adierazleak ematen duen kolore aldaketan oinarritzen da. Potentsiometrikoa hurbilketa aldiz pHaren igoeran oinarritzen da, sentsore digitalak neurtzen duen moduan. Laborategi honen bertsio honetan bi konfigurazio desberdin daude eskuragarri, bakoitzari dagokiona. Kolorimetrikoa konfigurazioan ikasleek ez ikusiko dute pH sentsore digitalik.

Beste titrazio laborategiekin desberdintasunak

Laborategiaren bertsio honetan (Azido-Base Titrazioa II) azido-klorhidriko ezezagun baten titrazio azido-base egin dezakezu. Beste laborategien bertsioetan acido zitriko batentzako azido-base titrazioa egin dezakezu (Azido-Base Titrazioa I), eta acido azetikoa (Azido-Base Titrazioa II).

Bai laborategi honen bertsio honek (Azido-Base Titrazioa III) eta Azido-Base Titrazioa II ikusizko bureta neurketak azpimarratzen dituzte, pipetatzailearen meniskoa zuzena irakurtzea barne. Beste laborategiaren bertsioak (ikus Azido-Base Titrazioa I) ez du hori nabarmentzen, eta kalkuluetan bideratzen da.

Gainera, bertsioetan honenbikitik bi konfigurazio desberdin aukeratu daitezke: bat potentsiometrikoa hurbilketa eta bat kolorimetrikoa hurbilketa. Kolorimetrikoa hurbilketarako konfigurazioak ez du pH sentsorea erakusten. Beste laborategiaren bertsioan (ikus Azido-Base Titrazioa I) konfigurazio bakar bat dago eta sentsorea beti erakusten da.

Laburpena

Egin azido-base titulazio bat ezezagun bat azido zitritiko irtenbidearen kontzentrazioa zehazteko sodio hidroxidoa titugai gisa erabiliz. pH sentsore digital bat beti eskuragarri dago eta fenolftaleina indikadore bat aplikatua izan da ezezagun irtenbidera bi ikusmolde potentziometriko eta kolorimetriko erabilgarri izan daitezen. Denbora errealean egindako grafika bat ere eskuragarri dago.

Azido-Base Titulazioa

Titulazioak bolumetriko metodo bat dira, kontzentrazio jakin bat duten substantzia erreaktibo bat (lehen mailako estandar bezala ezagutzen dena) kontsumitzen duen ezezagun kontzentrazioa dituen lagin bat (analitoa deitzen dena) neurtzean oinarritzen dena.

Titulazioa burutzen da titugaia analitei lixibuz (bureta) gehituz, inolaz ere lortu nahi da kimikoki-ekibalente substantzia bat titugaia eta analitearen artean. Hau "ekibalentzia puntua" bezala ezagutzen da eta teoretiko balio bat da esperimentalki zehaztu ezin dena.

Puntu honen estimazio esperimentala "amaiera puntua" bezala ezagutzen den hurbilketa bat erabiliz lortzen da. Hau aldaketa fisiko baten bidez zehazten da. Kasu honetan, irtenbidearen kolore aldaketa indikadore substantzia bat gehituz lortzen da: pH tarte jakin batzuetan kolore aldaketa eragiten duen substantzia bat.

Azido-base titulaziorako fenolftaleina indikadore bat erabiltzen dugu, pH 8.4 inguruan kolore arrosa argi bat bihurtzen dena, balio hau gehienetan gertatzen diren azido-base titulazioen ekibalentzia puntuaren oso hurbil dagoena.

Kolorimetriko vs Potentziometriko ikusmoldeak

Ikusmolde kolorimetrikoa fenolftaleina indikadoreak emandako kolore aldaketan oinarritzen da. Ikusmolde potentziometrikoa, aldiz, sentsore digitalak neurturiko pH igoeran oinarritzen da. Azido-base titulazio laborategi honen bertsio honetan bi ikusmoldeak erabil daitezke. Sentsore digitala beti eskuragarri dago eta ezin da disimulatu.

Azido-Base Titulazio II laborategiarekin desberdintasunak

Laborategi honen bertsio honetan (Azido-Base Titulazioa I) ezezagun azido zitritiko irtenbide baten azido-base titulazioa egin dezakezu. Laborategiaren beste bertsioan (ikusi Azido-Base Titulazioa II) azido azetiko irtenbide baten azido-base titulazioa egin dezakezu horren ordez.

Laborategi honen bertsio honek kalkuluak azpimarratzen ditu baina ez dauka ikusmen bidezko bureta neurriak bere ikaskuntza helburuen artean. Beste laborategi bertsioak (ikusi Azido-Base Titulazioa II) ikusmen bidezko neurriak azpimarratzen ditu, eta ikasleak buretaren meniskoa behar bezala irakurtzen ikasi behar dute.

Bestalde, bertsio honetan esperientzia bakar bat dago bai ikusmolde kolorimetriko eta potentziometrikoetarako erabilgarri izan daitekeena. Laborategiaren beste bertsioan (ikusi Azido-Base Titulazioa II) bi konfigurazio desberdin eskuragarri daude, horietako batean sentsore digitala ezkuta daitekeen moduan, ikasleek kolore aldaketan bakarrik oinarritu behar ahal izateko.

Laburpena

Boyle-ren Legea laborategiak ikasleei aukera ematen die gas baten presioaren eta bolumenaren arteko harremana zehazteko ingurune-tenperaturan eta tenperatura konstantean. Ikasleek bi bolumen-xiringa ezberdinetatik bat aukeratu dezakete eta gasaren presioa neurtu bolumena murrizten duten heinean. Esperimentua isoterma baten grafikoan islatzen da. Horrela, Boyle-ren Legea egiaztatu eta gasen jokabidea modu praktiko eta eskuragarrian ikas dezakete.

sp

Boyle-ren Legea

Boyle-ren Legeak adierazten du tenperatura konstante batean, gas baten bolumena alderantziz proportzionala dela bere presioarekin. Honek esan nahi du gas baten presioa handitzen denean, bere bolumena txikitzen dela eta alderantziz. Boyle-ren Legea matematikoki honela adierazi daiteke:

V ∝ 1/P

Non V den gasaren bolumena eta P den gasaren presioa.

Boyle-ren Legearen laborategiak aukera ematen die ikasleei lege hau praktikan jartzeko eta esperimentu baten testuinguruan egiaztatzeko. Gasaren bolumena eta presioa une ezberdinetan neurtuz, isoterma grafiko bat marraztu dezakete, gasaren bolumena bere presioaren arabera nola aldatzen den erakusten duena. Isoterma grafikoak Boyle-ren Legea betetzen badu, ikasleek esperimentalki legea egiaztatu dute.

Esperimentu hauek burutzeak gasen jokabidea ikasteko eta aldagaien arteko erlazioak ulertzeko modu bikaina da. Horrez gain, eskuz esperimentuak egitea ikasleentzat nabarmenagoa eta errazagoa izan daiteke legea liburu batean irakurtzea baino. Isoterma grafikoak gasaren jokabidea garbi ikusten du eta Boyle-ren Legearen aurreikuspenak betetzen diren egiaztatzen du.

sp

Aplikazioa Bigarren Hezkuntzan eta Unibertsitate Hezkuntzan

Boyle-ren Legearen laborategia normalean bigarren hezkuntzako zientzia-ikasgaian eta unibertsitateko kimika-ikasgaian erabiltzen da. Bigarren hezkuntzan, laborategia zientzia-ikasgaian aplikatu daiteke, kimikaren eta fisikaren oinarrizko kontzeptuak, hala nola gasen presioa eta bolumena, ikertzen diren tokian. Unibertsitatean, Boyle-ren Legearen laborategia kimika aurreratuago baten ikasgaian aplika daiteke, gasen eta haien jokabidea sakonki aztertuz.

sp

Helburuak

Boyle-ren Legearen laborategiak helburu hezitzaile ezberdinak izan ditzake aplikatzen den hezkuntza-mailaren arabera. Hona hemen Boyle-ren Legearen laborategiak bigarren hezkuntzan eta unibertsitate mailan izan ditzakeen helburuen adibide batzuk:

Bigarren hezkuntzan:

• Ikasleek Boyle-ren Legea eta bere garrantzia ulertzen dute gasen fisikan.
• Ikasleek esperimental eta behaketa-trebetasunak praktikatzen dituzte.
• Ikasleek datuen analisi eta errepresentazio trebetasunak garatzen dituzte.
• Ikasleek gasen tenperatura, presio eta bolumenaren arteko erlazioa ulertzen dute.

Unibertsitate mailan:

• Ikasleek Boyle-ren Legea eta bere garrantzia ulertzen dute gasen fisikan.
• Ikasleek esperimental eta behaketa-trebetasunak laborategian erakusten dituzte.
• Ikasleek gas fisikaren kontzeptu teorikoak egoera praktikoetan aplikatzen dituzte.
• Ikasleek datuen analisi eta errepresentazio trebetasunak garatzen dituzte testuinguru zientifiko batean.
• Ikasleek denean ulertzen dute tenperatura, presio eta bolumenaren erlazioak egoera ezberdinetan.

Lurzoruen azidotasuna hainbat prozesu direla eta gerta daiteke, pH-a murriztea sustatzen duten prozesuak, hain zuzen ere. Prozesu hauek modu naturalean edo gizakien ekintzaren bidez gertatzen dira. Lurzoruen azidotasunaren iturri nagusiak lurzoruko soluzioan dauden hidrogeno ioiak (H+) eta aluminio ioiak (Al+3) dira. Aldagarria den azidotasuna potasio kloruro (KCl) bezalako gatz neutroen soluzioen bidez zehazten da. Lurzoruko zati koloidalean atxikitako ioi azidoek (aluminio eta hidronio) dislokatzaile ioi baten (K+) aurrean lurzoruko soluziora sartzen dira. Ondoren, soluzio hori sosa kaustikoaren soluzio zehatzarekin titulatu egiten da neutralizazio erreakzioaren azken puntura iritsi arte, fenolftaleina erabiliz adierazle gisa.

Gay-Lussac-en legeak gasen portaera aztertzeko aukera ematen digu eta fisikan eta kimikan maiz ikertzen da. Gasaren presioa eta bere tenperatura erlazionatzen ditu, beste parametro batzuk, hala nola bolumena eta kantitatea, konstante mantentzen diren bitartean.

Gay-Lussac-en legea egiaztatzeko modu desberdinak daude. Esperimentu honetan, gas kantitate jakin baterako, presioa tenperaturarekiko proportzionala dela egiaztatuko dugu.

Egiaztatu material erradioaktibo ezberdinek igorritako partikulen zenbatekoa eta Geiger kontagailu erreal batek harrapatzen dituena. Aldatu lagina eta kontagailuaren arteko distantzia, baita esposizio denbora ere. Material xurgatzailea laginaren eta kontagailuaren artean ere jar dezakezu eta neurketetan duen eragina ikusi dezakezue.

Laborategi ultrakonkuriente hau X izpien bidezko espektroskopiari buruzko praktika esperimentalean oinarritzen da, LEYBOLD markako gailu bat erabiliz egiten dena, Costa Ricako Unibertsitate Nazionalaren (Universidad Nacional de Costa Rica) erradiologia tresneleriaren laborategi batean instalatuta dagoena, Medikuntzako Fisika Aplikatua eraikinean.

Muntaia urrezko (Au) anodo bat duen X izpien hodi batez osatuta dago, aurrepreamplifikatzaile eta digitalizatzaile batekin konfiguratutako distirazio-detektagailu batekin batera, horrela detektagailuak egindako neurketen informazioa softwarearen bidez prozesatzeko aukera emanez.

Probaren helburua da hodiak sortzen duen X izpien izpiaren espektroaren kalkulu esperimentala egitea iturri horren izpiaren xehetasunak aztertzeko, eta erradiologia tresneleria eta bere parametrak industri eta mediku aplikazioetan nola erabiltzen diren oinarrizko nozio batzuk sortzea.