Общая химия. Афиногенов Ю.П - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

13
ðåàêöèè äî ãåðìåòèçàöèè ñèñòåìû. Êîëè÷åñòâî êèñëîòû èçâåñòíîé êîíöåíò-
ðàöèè, íåîáõîäèìîé äëÿ ïîëíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ âçÿòîé íàâåñêîé ìåòàë-
ëà, ýêñïåðèìåíòàòîðó ïðåäëàãàåòñÿ ðàññ÷èòàòü ñàìîñòîÿòåëüíî.
Ïîñëå âûïîëíåíèÿ äâóõ îïèñàííûõ îïåðàöèé, ñèñòåìà äëÿ ñáîðà âûäå-
ëÿþùåãîñÿ âîäîðîäà, ñîñòîÿùàÿ èç ìåðíîãî öèëèíäðà 5 åìêîñòüþ 250 ìë
(îòñþäà è îãðàíè÷åííîñòü íàâåñêè ìåòàëëà) è êðèñòàëëèçàòîðà 4, çàïîëíÿ-
åòñÿ âîäîé. Çàòåì ðåàêòîð ïëîòíî çàêðûâàåòñÿ ïðîáêîé, à êîí÷èê ãàçîîò-
âîäíîé òðóáêè 3 ïðîòàëêèâàåòñÿ ïîä ìåðíûé öèëèíäð ñ âîäîé. Åñëè íå
íàáëþäàåòñÿ ðàâíîìåðíîãî è ïîñòîÿííîãî âûäåëåíèÿ ïóçûðüêîâ âîçäóõà,
òî ñèñòåìà ñ÷èòàåòñÿ ãåðìåòè÷íîé. Óáåäèâøèñü â ýòîì, ïåðåâåðíóòü ðåàê-
òîð â ãîðèçîíòàëüíîå ïîëîæåíèå. Íàâåñêà ìåòàëëà ïàäàåò â êèñëîòó, à âû-
äåëÿþùèéñÿ âîäîðîä ñîáèðàåòñÿ â öèëèíäðå.
Ïî îêîí÷àíèè ðåàêöèè èçìåðèòü îáúåì âûäåëèâøåãîñÿ ãàçà V (ìë),
âûñîòó îñòàâøåãîñÿ ñòîëáà âîäû â öèëèíäðå h (ìì), îòìåòèòü òåìïåðàòó-
ðó îêðóæàþùåé ñðåäû Ò (ãðàäóñû Êåëüâèíà) è àòìîñôåðíîå äàâëåíèå â
ïåðèîä îïûòà Í (ìì ðò.ñò.). Çíàÿ ìàññó âçÿòîãî äëÿ ðåàêöèè ìåòàëëà m
Ìå
â
ãðàììàõ, ïðèñòóïèòü ê âû÷èñëåíèÿì.
Äëÿ ïðàâèëüíîãî âû÷èñëåíèÿ ìàññû âûäåëèâøåãîñÿ âîäîðîäà íåîáõî-
äèìî çíàòü íîðìàëüíûé åãî îáúåì, çàíèìàåìûé äàííûì êîëè÷åñòâîì ãàçà
ïðè äàâëåíèè p
0
=760 ìì ðò.ñò. è Ò
0
=273
0
Ê. Äëÿ ýòîé öåëè âîñïîëüçóåìñÿ
îáúåäèíåííûì ãàçîâûì çàêîíîì:
00
0
pV
pV
const,
TT
==
ãäå p
0
, V
0
è Ò
0
òåðìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ãàçà ïðè íîðìàëüíûõ
óñëîâèÿõ, à p, V, T â ïåðèîä îïûòà (â ÷àñòíîñòè, V ýêñïåðèìåíòàëüíî
íàéäåííûé îáúåì).
Î÷åâèäíî, ÷òî
0
Vp273
V
760 T
⋅⋅
=
⋅
.
Íàèáîëüøóþ òðóäíîñòü ïðåäñòàâëÿåò â äàííîì ñëó÷àå îöåíêà ðåàëü-
íîãî äàâëåíèÿ, ïîä êîòîðûì íàõîäèòñÿ âîäîðîä, ñîáðàííûé â ìåðíîì
öèëèíäðå íàä ñëîåì âîäû.
Èç ðàññìîòðåíèÿ ðèñ. 6 ÿñíî, ÷òî ãàç, ñîáðàííûé â öèëèíäðå, ñæèìàåòñÿ
ïîä âîçäåéñòâèåì àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ Í, åìó ïðîòèâîäåéñòâóåò äàâëå-
íèå îñòàòî÷íîãî âîäÿíîãî ñòîëáà h ìì âîäíîãî ñòîëáà (
h
13,6
∗
ìì ðò.ñò.).
Ïîìèìî ýòîãî ÷àñòü îáúåìà V çàíÿòà ïàðàìè âîäû, äàâëåíèå êîòîðûõ ïðè
* 13,6 ïëîòíîñòü ðòóòè (äëÿ ïåðåâîäà ìì. âîäíîãî ñòîëáà â ìì.ðò.ñò.)
ðåàêöèè äî ãåðìåòèçàöèè ñèñòåìû. Êîëè÷åñòâî êèñëîòû èçâåñòíîé êîíöåíò-
ðàöèè, íåîáõîäèìîé äëÿ ïîëíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ âçÿòîé íàâåñêîé ìåòàë-
ëà, ýêñïåðèìåíòàòîðó ïðåäëàãàåòñÿ ðàññ÷èòàòü ñàìîñòîÿòåëüíî.
    Ïîñëå âûïîëíåíèÿ äâóõ îïèñàííûõ îïåðàöèé, ñèñòåìà äëÿ ñáîðà âûäå-
ëÿþùåãîñÿ âîäîðîäà, ñîñòîÿùàÿ èç ìåðíîãî öèëèíäðà 5 åìêîñòüþ 250 ìë
(îòñþäà è îãðàíè÷åííîñòü íàâåñêè ìåòàëëà) è êðèñòàëëèçàòîðà 4, çàïîëíÿ-
åòñÿ âîäîé. Çàòåì ðåàêòîð ïëîòíî çàêðûâàåòñÿ ïðîáêîé, à êîí÷èê ãàçîîò-
âîäíîé òðóáêè 3 ïðîòàëêèâàåòñÿ ïîä ìåðíûé öèëèíäð ñ âîäîé. Åñëè íå
íàáëþäàåòñÿ ðàâíîìåðíîãî è ïîñòîÿííîãî âûäåëåíèÿ ïóçûðüêîâ âîçäóõà,
òî ñèñòåìà ñ÷èòàåòñÿ ãåðìåòè÷íîé. Óáåäèâøèñü â ýòîì, ïåðåâåðíóòü ðåàê-
òîð â ãîðèçîíòàëüíîå ïîëîæåíèå. Íàâåñêà ìåòàëëà ïàäàåò â êèñëîòó, à âû-
äåëÿþùèéñÿ âîäîðîä ñîáèðàåòñÿ â öèëèíäðå.
    Ïî îêîí÷àíèè ðåàêöèè èçìåðèòü îáúåì âûäåëèâøåãîñÿ ãàçà V (ìë),
âûñîòó îñòàâøåãîñÿ ñòîëáà âîäû â öèëèíäðå h (ìì), îòìåòèòü òåìïåðàòó-
ðó îêðóæàþùåé ñðåäû Ò (ãðàäóñû Êåëüâèíà) è àòìîñôåðíîå äàâëåíèå â
ïåðèîä îïûòà Í (ìì ðò.ñò.). Çíàÿ ìàññó âçÿòîãî äëÿ ðåàêöèè ìåòàëëà mÌå â
ãðàììàõ, ïðèñòóïèòü ê âû÷èñëåíèÿì.
    Äëÿ ïðàâèëüíîãî âû÷èñëåíèÿ ìàññû âûäåëèâøåãîñÿ âîäîðîäà íåîáõî-
äèìî çíàòü íîðìàëüíûé åãî îáúåì, çàíèìàåìûé äàííûì êîëè÷åñòâîì ãàçà
ïðè äàâëåíèè p0=760 ìì ðò.ñò. è Ò0=2730Ê. Äëÿ ýòîé öåëè âîñïîëüçóåìñÿ
îáúåäèíåííûì ãàçîâûì çàêîíîì:
                              pV p0 V0
                                   =      = const,
                               T       T0
ãäå p0, V0 è Ò0 òåðìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ãàçà ïðè íîðìàëüíûõ
óñëîâèÿõ, à p, V, T – â ïåðèîä îïûòà (â ÷àñòíîñòè, V – ýêñïåðèìåíòàëüíî
íàéäåííûé îáúåì).
                         V ⋅ p ⋅ 273
    Î÷åâèäíî, ÷òî V0 =               .
                          760 ⋅ T
    Íàèáîëüøóþ òðóäíîñòü ïðåäñòàâëÿåò â äàííîì ñëó÷àå îöåíêà ðåàëü-
íîãî äàâëåíèÿ, ïîä êîòîðûì íàõîäèòñÿ âîäîðîä, ñîáðàííûé â ìåðíîì
öèëèíäðå íàä ñëîåì âîäû.
    Èç ðàññìîòðåíèÿ ðèñ. 6 ÿñíî, ÷òî ãàç, ñîáðàííûé â öèëèíäðå, ñæèìàåòñÿ
ïîä âîçäåéñòâèåì àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ Í, åìó ïðîòèâîäåéñòâóåò äàâëå-
                                                            h
íèå îñòàòî÷íîãî âîäÿíîãî ñòîëáà h ìì âîäíîãî ñòîëáà (           ìì ðò.ñò.).
                                                          13,6∗
Ïîìèìî ýòîãî ÷àñòü îáúåìà V çàíÿòà ïàðàìè âîäû, äàâëåíèå êîòîðûõ ïðè
* 13,6 – ïëîòíîñòü ðòóòè (äëÿ ïåðåâîäà ìì. âîäíîãî ñòîëáà â ìì.ðò.ñò.)

                                                                         13

Страницы