Obdelava podatkov

Preden pridemo do samih rezultatov, najprej beseda o naših meritvah in kasnejši obdelavi podatkov.

Pri vseh poskusih smo uporabili konstantno količino vode (560ml) oziroma približno 560 g. Za obdelavo podatkov smo uporabili program Mathematica.

Ko smo v destilirano ali vodovodno vodo dodali neko količino soli smo merili dve količini - napetost in tok pri tej napetosti. Iz teh dveh količin smo izračunali prevodnost iz sledeče enačbe:

Tako smo za vsako meritev dobili prevodnost pri neki dani koncentraciji. Posamezne meritve pri isti koncentraciji predstavljajo meritve pri različnem toku. Povečevali smo ga tako, da smo postopoma povečavali napetost in merili za koliko se je povečal tok. Iz grafa lahko razberemo, da je pri večjem toku izračunana prevodnost malenkost večja. To je najverjetneje posledica slabo skalibriranih merilnih naprav.

Slika 2: Prevodnost pri določeni koncentraciji. Od spodaj navzgor: 10g, 20g, 30g, 40g

Po izračuni prevodnosti pri določeni koncentraciji smo za dano koncentracijo vzeli povprečje, za napako pa standardno deviacijo teh točk, pri čemer smo prišli do sledečega grafa naraščanja prevodnost, iz katerega smo lahko začeli delati zaključke za rezultate.

Slika 3: Naraščanje koncentracije s količino soli v destilirani vodi

Rezultati

Naš poskus je potrdil naše pričakovanje, da destilirana voda ne prevaja toka, saj je le-ta brez ionov - torej elementov, ki so prisotni v vodovodni vodi zaradi raznih primesi in ki "omogočijo" vodovodni vodi, da prevaja tok. Kljub temu pa je tok, ki teče skozi vodovodno vodo bistveno manjši od toka, ki teče skozi morsko (torej slano) vodo, kar je seveda pričakovano, saj pri sladki vodi govorimo o največ pol procentni koncentraciji soli, pri morski pa lahko govorimo o tri do štiri procentni koncentraciji soli, kar je za skoraj en velikostni red več.

Voda z dodatkom sladkorja ne prevaja, saj je glukoza organska snov in ne disociira. Ko smo to potrdili smo se usmerili izključno samo v merjenje prevodnosti slane vode.

Ugotovili smo, da večja koncentracija soli (ionska spojina med nekovino in kovino) v vodi pri enaki napetosti prevaja večji tok.

Izkazalo se je, da je odvisnost od količine soli v vodi v približku linearna pri zelo majhnih koncentracijah, ko se voda nasiči pa ne moremo več narediti linearnega približka, kar se sklada z našim predvidevanjem iz teoretskega dela naloge.

Pri vodovodni vodi je nastal podoben graf z logično razliko da je bila prevodnost nekoliko (a le malenkost) višja, saj vodovodna voda že vsebuje nekaj soli, ki pa v primeru naših koncentracij ni zanemarljiva.

Slika 4: Naraščanje koncentracije s količino soli v vodovodni vodi

Tako z destilirano kot tudi z vodovodno vodo smo meritve opravili tako, da smo vsakič vzeli svežo vodo, saj smo pri prvem, orientacijskem poskusu, postali sumničevi do naših meritev zaradi nabiranja plasti bele pene na vodi.

Pri orientacijskem poskusu se je tako po daljšem času nabrala na vrhu bela pena, za katero smo po posvetu s študentom farmacije ugotovili, da so v vodo ujeti mehurčki zraka, ki so nastali, ker se je med elektrolizo izločal kisik. Ker na začetku zračni tlak izločenega kisika ni enak zračnemu tlaku okolice, zrak hitro izpari, s časom pa se med tema dvema vzpostavi ravnovesje ob gladini, kar privede do tega, da določene molekule zraka ne uspejo zapustiti vode in ostanejo ujete v le-to, rezultat česar je opažena pena.

Kljub tej peni pa daljša izpostavljenost elektrolizi (a vseeno ne bistveno daljša, saj smo med posameznimi vmešavanjem soli izklopili tokokrog) ni bistveno vplivala na rezultat.

Slika 5: Naraščanje koncentracije s količino soli v vodovodni vodi, vmešavanje v obstoječo mešanico

Pri izvajanju meritev smo opazili še eno posebnost. Tako nas je pri naših tretjih vajah pričakala ena izmed elektrod močno rjava, za kar smo najprej sumili, da bi se lahko med meritvami izločilo kaj nenavadnega, a smo po premisleku prišli do zaključka, da je to najverjetneje rja.