Analysis of copper alloys as an introduction to data analysis and interpretation for General Chemistry courses

Adrian Villalta-Cerdas, Corbin McCleary

Resumen


The work herein presents a laboratory experience designed to foster clear connections between chemistry concepts, experimental measurements, and laboratory techniques. The experience consists of three different experiments to be completed in sequence over several laboratory sessions. First the density of the samples is determined, then the specific heat capacity is measured, and finally the cooling curves are determined for the analytes. The experimental work covers fundamental concepts in chemistry (i.e., density, calorimetry, and first-order kinetics), and guides students to develop an overarching comprehension of the chemical and physical properties of the analytes. The analytes are copper alloys with other metals (i.e., Sn, Zn, and Al) with variable chemical compositions. These alloys are robust (i.e., thermally stable, durable), and allow for the collection of reproducible data under the proposed experimental design, as shown in the work herein. The discussion of student-gathered data and results supports the feasibility of the laboratory experience for its implementation in General Chemistry laboratory programs.

Palabras clave


Density; heat capacity; calorimetry; cooling curve; Newton’s law of cooling; convection heat transfer coefficient

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DOI: http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2019.2.67346

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Educación Química (ISSN 0187-893X y ISSNe 1870-8404 en línea), año 30 núm. 4. Se edita trimestralmente en la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, 04510, México, D.F. Certificado de Licitud de Contenido Nº 4088. Certificado de Licitud de Título Nº5310, ambos con expediente Nº1/432‘‘90’’/672 de la Secretaría de Gobernación. Número de Reserva 04-2002-060413390600-102 de la Secretaría de Gobernación. Registro del Servicio Postal Mexicano Nº0790791, características 220461124. La revista se encuentra registrada y sus artículos aparecen indexados en el Chemical Abstracts, bajo el coden euquim, en Scopus, de Elsevier y en latindex. Se autoriza la reproducción de los materiales citando la fuente (Título clave abreviado: Educ. quím.). Analizada en la base de datos especializada en educación iberoamericana iresie (Índice de Revistas de Educación Superior e Investigación Educativa) http://www.iisue.unam.mx/iresie. Los artículos firmados son responsabilidad de su autor.