فيديو السؤال: تحديد الحجم وكيف ينبغي قياس الحجم الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

توضح الصورة الآتية حجم سائل في مخبار مدرج. من أين تجب قراءة حجم السائل؟

تظهر جزيئات الماء قوى جذب بين جزيئية قوية مع جزيئات الماء الأخرى. في عينة من الماء، تكون قوى الجذب بين الجزيئية متساوية في جميع الاتجاهات بالنسبة لمعظم الجزيئات، ولكن لا ينطبق هذا على الجزيئات الموجودة على سطح السائل. لهذه الجزيئات قوى جذب أقل مع بقية جزيئات الماء في العينة. ولتقليل عدد الجزيئات الموجودة على السطح إلى أدنى حد وزيادة قوى الجذب بين الجزيئية إلى أقصى حد، يميل الماء إلى تكوين قطرات كروية؛ حيث إن للشكل الكروي أصغر مساحة سطح بالنسبة لحجمه. وبالطبع، كلما زاد حجم القطرات، تتسبب التأثيرات الأخرى كالجاذبية في جعل القطرة أقل كروية.

عندما نضيف الماء إلى وعاء زجاجي، مثل المخبار المدرج، تقل قوى الجذب بين الجزيئية بين جزيئات الماء الموجودة على السطح مقارنة ببقية جزيئات الماء. إذن، من المتوقع أن يكون سطح الماء مقببًا بدرجة كبيرة مثل قطرة الماء، لكن الجزيئات الموجودة على السطح لها قوى جذب أقوى مع الوعاء الزجاجي. ولزيادة قوى الجذب بين جزيئات الماء وجدران الوعاء إلى أقصى حد، لن يكون سطح الماء مقببًا أو مسطحًا، بل مقعرًا. نسمي ذلك «السطح الهلالي».

يمكننا ملاحظة أن السائل في المخبار المدرج المعطى في السؤال له سطح هلالي. لكن هل تجب قراءة حجم السائل من أسفل السطح الهلالي أم من أعلاه؟ إذا قرأنا حجم السائل من أسفل السطح الهلالي، فسنجد أن الحجم الذي نسجله سيكون أقل من الحجم الفعلي بالمقدار الموضح باللون البرتقالي. وإذا قرأنا حجم السائل من أعلى السطح الهلالي، فسنجد أن الحجم الذي نسجله سيكون أكبر من الحجم الفعلي بالمقدار الموضح باللون الأخضر. نلاحظ في هذا الشكل أن المنطقة البرتقالية أصغر من المنطقة الخضراء. وهذا يشير إلى أن قراءة الحجم من أسفل السطح الهلالي ينتج عنها هامش خطأ أقل؛ لذا فهو الأكثر ضبطًا.

للإجابة عن السؤال، علينا أن نقرأ حجم السائل من أسفل السطح الهلالي للسائل.

ما حجم السائل في المخبار المدرج؟

نعلم بالفعل أنه يتعين علينا قراءة الحجم من أسفل السطح الهلالي؛ لذا علينا معرفة الحجم الذي يقابل هذا الخط على المخبار المدرج. يمكننا ملاحظة أن علامات التدرج المرقمة الأكبر محددة بزيادات مقدارها خمسة ملليلترات. بين أي علامتي تدرج، توجد خمس مسافات متساوية في الحجم. وهذا يعني أن كل علامة تدرج صغيرة تقابل تغيرًا في الحجم بمقدار ملليلتر واحد. أسفل السطح الهلالي يزيد بمقدار شرطتين فوق علامة 45 ملليلتر. هذا يعني أن حجم السائل في المخبار المدرج يساوي 47 ملليلترًا.