Sensori di temperatura: test di accuratezza

[Conte]

Sto utilizzando uno freezer in disuso



...... con una lampada a risparmio energetico da 11 watt e un "filino" aperto riesco a tenere la temperatura intorno ai 25°C

Con cloruro di sodio di cui, però, nessuno ci garanrisce la purezza stiamo a 75%

..... ho provato con sola acqua e malgrado la formazione di condensa sulle pareti della camera di prova la UR si è attestata sul 95%

Questo è il sensore dalla ws8610 che, rispetto alla ws2300 con UR alta, rileva in campagna un 5-6 % in meno

Attendo la fine di questo peggioramento meteo in corso, testo il sensore della ws2300 e posto i risultati nell'altro 3d

Il cloruro di sodio puoi purificarlo da te oppure comprarne per uso laboratorio. Ovvio che non lo acquisti a due soldi però la spesa sarebbe accessibile cmq.

Per purificarlo artigianalmente devi sciogliere tanto sale in un volume d'acqua deionizzata riscaldandola finchè non si ha un corpo di fondo. Devi insistere un pò per arrivare a saturazione in quanto il cloruro di sodio non ha una solubilità fortemente dipendente dalla temp. come altri sali.
Di seguito filtri VELOCEMENTE la soluzione con un imbuto di plastica nella cui rastemazione porrai un pò di cotone idrofilo pressato.
Il liquido filtrato lo lascerai raffreddare lentamente all'aria. In tal modo si andranno formando lentamente (è meglio) dei germi cristallini sui quali continuerà la cristallizzazione man mano che la temp. della soluzione diminuirà.
Una volta a temp. ambiente potrai porre il tutto anche in frigo per un'ulteriore precipitazione del sale.
A questo punto filtri nuovamente la soluzione con nuovo cotone (o carta da filtro se ne hai) sciaquando con un pochino di acqua distillata il sale allo stato solido che ne rimane. Quest'operazione serve per allontanare le piccole tracce di sali estranei che sono rimasti in soluzione.
In tal modo potrai utilizzare il sale cristallizato direttamente per i tuoi test senza asciugarlo dato che per le tue prove ti serve un impasto salino acquoso.

Più il raffreddamento procederà lentamente e meno centri di nucleazione si avranno. Ciò determinerà la crescita di cristalli più grandi e più puri.

[paolo86]

Volevo chiedere una cosa, anche se banale.
L'acqua utilizzata per verificare la taratura dello strumento è ovviamente pura, volevo chiedere cosa mi consigliate di fare o comprare per averla. Potrei usare l'acqua piovana o l'acqua distillata per il ferro da stiro.

[zac1789]

Volevo chiedere una cosa, anche se banale.
L'acqua utilizzata per verificare la taratura dello strumento è ovviamente pura, volevo chiedere cosa mi consigliate di fare o comprare per averla. Potrei usare l'acqua piovana o l'acqua distillata per il ferro da stiro.

Teoricamente dovresti usare acqua deionizzata ..... praticamente, valutando l'errore standard del sensore, potresti tranquillante usare l'acqua demineralizzata del "ferro da stiro".

[Conte]

Teoricamente dovresti usare acqua deionizzata ..... praticamente, valutando l'errore standard del sensore, potresti tranquillante usare l'acqua demineralizzata del "ferro da stiro".

Chimicamente è un errore definirla deionizzata. La stessa acqua si ionizza anche se in piccolissima percentuale.
La migliore è l'acqua distillata previa deionizzazione (con resine) o bi-distillata. In questo modo i sali vengono definitivamente allontanati dall'acqua.
A parte qs precisazione l'acqua demineralizzata (tracce di sali sono cmq presenti) che vendono nei market va più che bene per le prove.

[zac1789]

Chimicamente è un errore definirla deionizzata. La stessa acqua si ionizza anche se in piccolissima percentuale.

Posso essere anche d'accordo con quello che hai scritto però mi sembra un approfondimento troppo "accademico" e non ne vale la pena.

Restando sul tema, ho fatto un pò di conti giungendo alla conclusione che anche l'acqua dolce va più che bene per i nostri obiettivi !

Partendo dalle proprietà colligative di una soluzione, la funzione che regola l'abbassamento del punto di cristallizazione ci dice questo:

Dt=Kc * m dove

Dt= la differenza tra la temperatura di cristallazione del solvente (H2O) e la temperatura di cristallizazione della soluzione (H2O+sali)

Kc= costante crioscopica del solvente (1.86 °K kg mol-1)

m= molalità della soluzione

Assumendo un Dt=0.1°C ovvero che la nostra soluzione non cristallizzerebbe a 0.0°C ma a -0.1°C .....

...... svolgendo l'equazione si arriva a stabilire che per tale decremento bisogna avere una soluzione 0.053 molale

La molalità di una soluzione è definita come numero di moli di soluto su kilogrammo di solvente e da questo definiamo il numero di moli presenti nel nostro solvente quindi ...

.... nel nostro caso, dovremmo avere 0.053 moli di soluto in un kilogrammo di H2O

Per stabilire quanti grammi di soluto sono necessari per avere l'abbassamento di 0.1°C del punto di cristallizzazione della nostra soluzione dovremmo conoscere le specie chimiche presente e quindi la loro massa molecolare.

Non conoscendole in dettaglio potremmo fare un ragionamento a limite.

Assumendo un acqua dolce come una soluzione con un contenuto in sali minore di 0,45 g su litro e assumendo che un litro d'acqua pesi un kilogrammo .....
...... per avere una molalità di 0.05 dovremmo considerare dei sali con massa molecolare media uguale a 9.

Questa ipotesi non regge in quanto la massa molecolare dei sali disciolti nelle nostre acque è molto maggiore di 9

Queste considerazioni potrebbero anche portarci ad ampliare il range di verifica dei nostri test.

Senza dilungarci troppo, da conti fatti è venuto fuori che una soluzione acquosa con 157 g di cloruro di sodio per ogni kilogrammo di acqua cristallizza alla temperatura di -5°C

Tenterò di applicarmi in questi giorni e vedremo il risultato

[Conte]

A buttarla là, spannometricamente credo che anche usando una buona acqua di rubinetto, l'ncidenza dei sali naturalmente disciolti sia veramente scarsa rispetto al contributo dato dai sali aggiunti per i test.
Sbaglio o debbono essere addirittura impasti salini quelli utilizzati per i test?

[zac1789]

Sbaglio o debbono essere addirittura impasti salini quelli utilizzati per i test?

Non è nemmeno necessario aggiungere dei sali inorganici !

Si può abbassare il punto di congelamento anche con composti organici !

Ad esempio, aggiungendo ad un kilogrammo di acqua, 670 grammi di glicole etilenico
si abbassa la cristallazione a -20°C

Le soluzioni "da piccolo chimico" per testare i termometri a temperature diverse da 0°C ci sono ..... c'è bisogno solo di trovare le specie chimiche in forma pura e rispettare i rapporti quantitativi

[Conte]

Non è nemmeno necessario aggiungere dei sali inorganici !

Si può abbassare il punto di congelamento anche con composti organici !

Ad esempio, aggiungendo ad un kilogrammo di acqua, 670 grammi di glicole etilenico
si abbassa la cristallazione a -20°C

Le soluzioni "da piccolo chimico" per testare i termometri a temperature diverse da 0°C ci sono ..... c'è bisogno solo di trovare le specie chimiche in forma pura e rispettare i rapporti quantitativi

Bè, sono laureato in Chmica quindi conosco un pò la faccenda solo che non ricordo le caratteristiche delle soluzioni preparate con vari sali ed usate per i test.

[zac1789]

....... non ricordo le caratteristiche delle soluzioni preparate con vari sali ed usate per i test.

Preparando una soluzione con sali, è necessario che il soluto aggiunto per raggiungere la molalità desiderata sia tutto in soluzione .....
...... quindi è necessario dapprima valutare la solubilità
Nel caso in cui superassimo il valore di solubilità con conseguente precipitazione, la molalità risulterebbe più bassa e di conseguenza il nostro punto di congelamento sarà più alto

Riporto una tabella di controllo della solubilità



Come già detto da Conte, nel post sulla ricristallizzazione, il cloruro di sodio ha una solubilità che varia di poco al variare della temperatura (circa 400 g/l a 100°C - circa 350 g/l a 0°C)

Per i nostri test le soluzione di H2O + NaCl potremmo adottare una molalità max di 5 mol/kg (292,2 g per ogni kg di acqua)

Con molalità 5 e constante crioscopica dell'acqua a 1.86 si dovrebbe raggiungere un valore di cristallizzazione di -9.3°C

sono laureato in Chmica quindi conosco un pò la faccenda

M'ero fatto una mezza idea su cosa potessi fare nella vita e dopo la spiegazione sulla ricristallizzazione del cloruro di sodio m'ero spinto verso un ambito chimico-fisico.

Comunque mi fa piacere ...... in chimica è facile dire delle bestialità; quando sarà ci bacchetterai a dovere

[Conte]

Preparando una soluzione con sali, è necessario che il soluto aggiunto per raggiungere la molalità desiderata sia tutto in soluzione .....
...... quindi è necessario dapprima valutare la solubilità
Nel caso in cui superassimo il valore di solubilità con conseguente precipitazione, la molalità risulterebbe più bassa e di conseguenza il nostro punto di congelamento sarà più alto

Riporto una tabella di controllo della solubilità



Come già detto da Conte, nel post sulla ricristallizzazione, il cloruro di sodio ha una solubilità che varia di poco al variare della temperatura (circa 400 g/l a 100°C - circa 350 g/l a 0°C)

Per i nostri test le soluzione di H2O + NaCl potremmo adottare una molalità max di 5 mol/kg (292,2 g per ogni kg di acqua)

Con molalità 5 e constante crioscopica dell'acqua a 1.86 si dovrebbe raggiungere un valore di cristallizzazione di -9.3°C




M'ero fatto una mezza idea su cosa potessi fare nella vita e dopo la spiegazione sulla ricristallizzazione del cloruro di sodio m'ero spinto verso un ambito chimico-fisico.

Comunque mi fa piacere ...... in chimica è facile dire delle bestialità; quando sarà ci bacchetterai a dovere

Se non sbaglio i test igrometrici vengno fatti sfruttando proprio le capacità massime di solubilità dei vari sali, quindi con presenza del corpo di fondo (poca o tanta che sia non cambia nulla). In tal modo non serve affatto pesare il sale in quanto la loro concentrazione in tali condizioni è costante e nota in letteratura così come la correlata tensione di vapore della soluzione acquosa.
L'unica variabile da considerare con attenzione è la temperatura.
In merito alle bestialità c'è sempre il rischio che ne dica anch'io. Purtroppo si dimenticano tante cose e non sono più fresco di laurea.