dag Marjoleine,

Een schitterend voorbeeld van één moment wegkijken en daarmee op het verkeerde been gezet worden.

je hebt opgelet bij de start, en helaas niet opgelet wat er (vooral in de eerste minuten) daarna gebeurde.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Oploswarmte

groet, Jan

(merk ook op dat je in je titel van deze vraag spreekt van "verlaging" en in het bericht zelf van "verandering")

Dag Jan,

Dank je wel voor je anwoord. 

Maar het zout was al opgelost voordat het experiment begon. Ik heb eerst 1L van elke concentratie gemaakt (met gebruik van gedistilleerd water) en er voor gezorgd dat het zout helemaal was opgelost door middel van een magnetische roerder. Toen heb ik precies 100ml van een oplossing in een kartonnen beker gestopt met een plastic deksel er op. In de deksel zat een gat waar doorheen ik een thermometer heb gestopt, die de temperatuur meette in het midden van de vloeistof, en die aan mijn computer was verbonden. Hierdoor kon ik de temperatuur elke halve seconde meten gedurende 30 minuten. 

Daarom vraag me af of dan de oploswarmte in dit experiment nog een rol speelt?
Ook gezien dat dit niet verklaart dat hoe hoger de concentratie (mol) hoe kleiner de verandering in temperatuur was gedurende de 30 minuten (de centrale vraag van mijn experiment).

Groet Marjoleine

Hoe zouter, hoe lager de soortelijke warmtecapaciteit.


^{https://www.engineeringtoolbox.com/sodium-chloride-water-d_1187.html}

Tja, dan zullen we naar een andere reden op zoek moeten.
Ik zit dan te denken richting vriespuntsverlaging, of een temperatuureffect van verdunning (door het smeltwater) van de zoutoplossing, maar moet dat nog eens rustig dóórdenken in het kader van jouw experiment.

groet, Jan

Beste Jan en Theo,

Heel veel sorry!
In mijn experiment heb ik suikeroplossingen gebruikt ipv zoutoplossingen. Om het antwoord te vinden heb ik bij zout oplossingen gekeken omdat over suiker oplossingen veel minder te vinden is en ik denk dat het zo in mijn vraag is gekomen... Erg slordig, Excuses!!!!
Hoop dat jullie mij toch nog willen helpen?

Groet, Marjoleine

Bij oplossingen gaat de soortelijke warmte naar beneden (zoals Jan toont).
Je constateert dat de meest geconcentreerde oplossing het minste opwarmt (denk ik) of het minste afkoelt (kan ik niet goed verklaren).

Een mogelijke verklaring (maar dit is wat warmteleer (hopelijk correct) afstoffen):

Stoffen zoeken naar de laagste energietoestand om stabiel te zijn en een maat hiervoor (bij gelijke druk, zoals de meeste "open lucht" experimenten en chemische reacties) is de "vrije energie", ook bekend als Gibbs energie (G). Dat is dat deel van de totale energie dat als warmte kan worden onttrokken aan het systeem. En dat is minder dan de hele energie omdat een deel onverwijderbaar blijft zitten in de chaos van de vloeistofdeeltjes, entroptie genaamd:

G = H - S⋅T = totale energie bij gelijke druk (enthalpie H) minus energie gebruikt voor handhaving van chaos (entropie S) x temperatuur (T)

Afhankelijk van de stof is bij lage temperatuur vast, daarna vloeibaar en bij hogere temperaturen gasvorm de vorm van "laagste energie". De tekening hieronder toont dat schematisch (bij vaste druk P)


Bij lage temperatuur is de rode lijn van vast ijs de laagste energietoestand, daarna vloeibaar water (blauw) en uiteindelijk stoom (paars).
Als je een stof oplost in de vloeistof, daalt de vrije energiecurve van vloeibaar water (blauwe stippellijn). Dan zie je dat overgang ijs - water en water-damp resp. bij lagere en hogere temperatuur plaatsvindt.

Als elke concentratie gemeten wordt vanaf diens smeltpunt dan heeft de hoogste concentratie de laagste begin temperatuur en de hoogste G-energie waarde.
Wat zie je na 30 minuten? Is de toestand warmer of kouder?

Indien kouder, dan zou de concentratie in ijs moeten overgaan (en de stof geconcentreerder in de vloeistof achterblijft of "uitvlokt"). En dan snap ik het niet goed.

Indien warmer dan heeft de oplossing warmte opgenomen uit de omgeving. Nietemin is de energie G afgenomen met ΔG. Bij hoge concentratie oplossing is de chaos (entropie) S₁ van het mengsel groter. Voor een gelijke verlaging van ΔG is de verandering van -S₁ΔT bij minder temperatuursverandering al het geval dan bij een lagere concentratie met kleinere S waarde die een grotere temperatuursverandering vereist om eenzelfde waarde S₂ΔT te geven.
Dat zou kunnen verklaren waarom bij lagere concentraties de temperatuur meer daalt. 

(Details: https://fys.kuleuven.be/itf/staff/christ/files/pdf/thermodyn30jan2015.pdf )

Je bedoelt dat in die tussentijd er geen ijs niet was gesmolten, m.a.w. je suikeroplossingen in de bekers nog even geconcentreerd waren als bij de start? 
Ik vraag me af hoe je dat hebt kunnen vaststellen, en eerlijk gezegd of dat sowieso een correcte waarneming is? Er zal in een half uur tijd toch wel IETS zijn gebeurd in die bekers, als je wel temperatuureffecten waarnam?



Net als bij (keuken)zout is het oplossen van suiker een endotherm proces. Het verdunnen van een suikeroplossing vraagt dus, net als het oplossen, warmte. Het valt niet mee om daarvan duidelijke cijfermatige gegevens te vinden.



^{https://books.google.nl/books?id=0VzmBwAAQBAJ&pg=PA208&lpg=PA208&dq=heat+of+dilution+sugar&source=bl&ots=D_vsEfqUmi&sig=PJ2Coewc-MIP4PVqsRo-bj-SYso&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwiD2uComcjbAhUSZlAKHUMyAogQ6AEIPDAC#v=onepage&q=heat%20of%20dilution%20sugar&f=false}



Als we dus aannemen dat er tijdens dat half uur ijs smelt, dan verdunt ook de suikeroplossing die je in het begin toevoegde. Elke gram ijs die smolt en daarmee de suikeroplossing verdunde vroeg in de geconcentreerdere oplossingen meer warmte dan in de minder geconcentreerde oplossingen, zoveel is wel duidelijk uit deze tabel. Het gaat om hele joules per gesmolten gram ijs, ook dat blijkt wel uit deze tabel. Jammer dat die pagina met data van oplossingen van lagere temperatuur ontbreekt in deze google-booksversie, maar iets beters vind ik zo gauw niet. 

Vraag wordt nu of die toenemende verdunningswarmte bij hogere concentraties de afname van soortelijke warmtecapaciteit bij hogere concentraties compenseert. Zo ja, dan zou dat een lagere eindtemperatuur kunnen verklaren bij je hogere concentraties.

Op welk niveau doe je dit onderzoek overigens? Want dit lijkt me geen middelbareschoolexperimentje. 

Groet, Jan