Πώς θα μπορούσε ένας χημικός να μάθει πόσο μάζα αποδίδεται ως αέριο κατά τη διάρκεια της χημικής αλλαγής;
Κατανόηση της αρχής
Η θεμελιώδης αρχή είναι ο νόμος της διατήρησης της μάζας :Σε ένα κλειστό σύστημα, η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων πριν από μια χημική αντίδραση πρέπει να ισούται με τη συνολική μάζα των προϊόντων μετά την αντίδραση. Αυτό σημαίνει ότι οποιαδήποτε μάζα "χαμένη" από τα αντιδραστήρια πρέπει να υπάρχουν στα προϊόντα, ακόμη και αν είναι σε διαφορετική μορφή (όπως ένα αέριο).
Μέθοδοι για τον προσδιορισμό της μάζας αερίου
1. Μέθοδος διαφοράς μάζας:
* Διαδικασία:
* Μετρήστε με ακρίβεια τη μάζα των αντιδραστηρίων πριν από την αντίδραση.
* Συλλέξτε προσεκτικά όλα τα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένου οποιουδήποτε αερίου που παράγεται.
* Μετρήστε τη μάζα όλων των προϊόντων.
* Αφαιρέστε τη μάζα των προϊόντων από τη μάζα των αντιδραστηρίων. Η διαφορά αντιπροσωπεύει τη μάζα του αερίου που δόθηκε.
* Περιορισμοί: Αυτή η μέθοδος μπορεί να είναι δύσκολη εάν κάποια από τη συλλογή Gas Escapes.
2. Μέθοδος μετατόπισης αερίου (μετατόπιση νερού):
* Διαδικασία:
* Εκτελέστε την αντίδραση σε ένα δοχείο συνδεδεμένο σε έναν ανεστραμμένο βαθμού κύλινδρο γεμάτο με νερό.
* Το παραγόμενο αέριο θα μετατοπίσει το νερό στον κύλινδρο.
* Μετρήστε τον όγκο του μετατοπισμένου νερού, ο οποίος είναι ίσος με τον όγκο του παραγόμενου αερίου.
* Χρησιμοποιήστε τον ιδανικό νόμο περί αερίου (PV =NRT) για να υπολογίσετε τη μάζα του αερίου, γνωρίζοντας τον όγκο, τη θερμοκρασία και την πίεση του.
* Περιορισμοί: Αυτή η μέθοδος λειτουργεί καλύτερα για αέρια που δεν είναι διαλυτά στο νερό.
3. Χρωματογραφία αερίου:
* Διαδικασία:
* Αυτή η εξελιγμένη τεχνική διαχωρίζει διαφορετικά αέρια με βάση τις ιδιότητές τους όπως η μεταβλητότητα και το σημείο βρασμού.
* Με την ανάλυση των κορυφών που παράγονται από το χρωματογράφημα, ο χημικός μπορεί να προσδιορίσει τα συγκεκριμένα αέρια που παράγονται και τα σχετικά ποσά τους.
* Χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο για το αέριο και τη γνωστή σύνθεση του μείγματος αερίου, ο χημικός μπορεί να υπολογίσει τη μάζα κάθε αερίου που παράγεται.
* Πλεονεκτήματα: Παρέχει πολύ ακριβείς και λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με το μείγμα αερίου.
4. φασματομετρία μάζας:
* Διαδικασία:
* Αυτή η τεχνική ιονίζει τα μόρια αερίου και τα διαχωρίζει με βάση την αναλογία μάζας προς φόρτιση.
* Με την ανάλυση του φάσματος μάζας, ο χημικός μπορεί να αναγνωρίσει τα αέρια που παράγονται και τα σχετικά ποσά τους.
* Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της μάζας κάθε αερίου.
* Πλεονεκτήματα: Πολύ ευαίσθητο και μπορεί να εντοπίσει ακόμη και ιχνοστοιχεία αερίων.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* κλειστό σύστημα: Βεβαιωθείτε ότι η αντίδραση εμφανίζεται σε ένα κλειστό σύστημα για να αποτρέψετε τη διαφυγή των αερίων.
* Θερμοκρασία και πίεση: Έλεγχος και μέτρηση της θερμοκρασίας και της πίεσης του συστήματος, καθώς αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τον όγκο του αερίου και τη μάζα.
* Αποδοτικότητα συλλογής αερίου: Βεβαιωθείτε ότι η μέθοδος συλλογής είναι αποτελεσματική και δεν επιτρέπει σημαντική απώλεια αερίου.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιαδήποτε συγκεκριμένη μέθοδο!
