Номер 5, страница 84 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

5. Какие методы собирания небольших количеств газов в лаборатории вы знаете? В чем различие этих методов?

Какие методы собирания небольших количеств газов в лаборатории вы знаете?

Для собирания газов в лаборатории применяют два основных способа: метод вытеснения воздуха и метод вытеснения воды. Выбор конкретного способа зависит от физических свойств получаемого газа.

1. Метод вытеснения воздуха

Этот метод основан на том, что разные газы имеют плотность, отличную от плотности воздуха. Средняя молярная масса воздуха $M_{возд} \approx 29$ г/моль. В зависимости от соотношения плотностей газа и воздуха, применяют два варианта этого метода.

Если газ легче воздуха (имеет меньшую молярную массу, например, водород $H_2$ с $M=2$ г/моль или аммиак $NH_3$ с $M=17$ г/моль), то сосуд для собирания (пробирку, колбу) располагают вверх дном, а газоотводную трубку вводят в него доверху. Газ, поступая в сосуд, вытесняет из него более тяжелый воздух.

Если газ тяжелее воздуха (имеет большую молярную массу, например, кислород $O_2$ с $M=32$ г/моль или углекислый газ $CO_2$ с $M=44$ г/моль), то сосуд располагают дном вниз. Газоотводную трубку опускают на дно сосуда, и поступающий газ вытесняет более легкий воздух вверх.

2. Метод вытеснения воды

Этот метод используется для собирания газов, которые практически нерастворимы или малорастворимы в воде (например, водород $H_2$, кислород $O_2$, метан $CH_4$). Сосуд-приемник (цилиндр, пробирку) заполняют до краев водой, закрывают и в перевернутом виде помещают в кристаллизатор с водой. Конец газоотводной трубки подводят под отверстие сосуда. Поступающий газ, будучи легче воды, поднимается вверх и вытесняет воду из сосуда.

Ответ: В лаборатории используют два основных метода собирания газов: метод вытеснения воздуха (для газов легче или тяжелее воздуха) и метод вытеснения воды (для газов, нерастворимых в воде).

В чем различие этих методов?

Различие методов заключается в принципе, на котором они основаны, и, как следствие, в условиях их применимости и характеристиках собираемого газа.

Принцип: Собирание вытеснением воздуха основано на различии в плотности газа и воздуха. Собирание вытеснением воды основано на нерастворимости газа в воде.

Применимость: Методом вытеснения воздуха можно собирать газы, хорошо растворимые в воде (например, аммиак $NH_3$, хлороводород $HCl$), для которых неприменим метод вытеснения воды. Метод вытеснения воды, в свою очередь, незаменим для газов, плотность которых близка к плотности воздуха, а также позволяет наглядно контролировать заполнение сосуда.

Чистота продукта: При вытеснении воды получается более чистый газ, так как отсутствует примесь воздуха. При вытеснении воздуха собранный газ всегда будет в некоторой степени смешан с ним.

Влажность продукта: Газ, собранный методом вытеснения воды, всегда будет влажным (насыщенным водяными парами). При собирании вытеснением воздуха газ остается сухим.

Ответ: Различие методов состоит в том, что они основаны на разных физических свойствах газов (плотность относительно воздуха или растворимость в воде), что определяет их применимость, а также влияет на чистоту и влажность собранного газа.