Номер 6, страница 84 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. Укажите, с помощью какого метода собирания газов в лабораторных условиях можно заполнить колбу каждым из указанных газов: кислород, азот, аммиак, углекислый газ.

Выбор метода собирания газа в лаборатории зависит от двух его основных физических свойств: плотности относительно воздуха и растворимости в воде. Существует два основных метода:

• Метод вытеснения воздуха. Этот метод подходит для газов, плотность которых заметно отличается от плотности воздуха. Если газ тяжелее воздуха, сосуд-приемник (колбу или пробирку) располагают дном вниз, и газ, поступая в него, вытесняет воздух вверх. Если газ легче воздуха, сосуд-приемник переворачивают дном вверх, и газ, заполняя его сверху, вытесняет воздух вниз. Средняя молярная масса воздуха составляет примерно $M_{возд} \approx 29 \text{ г/моль}$.
• Метод вытеснения воды. Этот метод используется для сбора газов, которые не растворяются или очень плохо растворяются в воде. Сосуд-приемник заполняют водой до краев, закрывают и переворачивают в ванну с водой. Затем под горлышко сосуда подводят газоотводную трубку, и газ, поступая в сосуд, вытесняет из него воду.

Рассмотрим каждый из указанных газов:

Кислород

Молярная масса кислорода ($O_2$) составляет $M(O_2) = 32 \text{ г/моль}$. Это больше, чем средняя молярная масса воздуха ($29 \text{ г/моль}$), следовательно, кислород тяжелее воздуха. Кислород также плохо растворяется в воде. Исходя из этих свойств, для его собирания можно использовать оба метода.

Ответ: кислород можно собирать методом вытеснения воздуха (располагая колбу дном вниз) и методом вытеснения воды.

Азот

Молярная масса азота ($N_2$) составляет $M(N_2) = 28 \text{ г/моль}$, что очень близко к молярной массе воздуха ($29 \text{ г/моль}$). Из-за этого собирать его методом вытеснения воздуха неэффективно, так как газы будут легко смешиваться. Азот практически нерастворим в воде, поэтому для него идеально подходит метод вытеснения воды.

Ответ: азот собирают методом вытеснения воды.

Аммиак

Молярная масса аммиака ($NH_3$) составляет $M(NH_3) = 17 \text{ г/моль}$, что почти в два раза меньше молярной массы воздуха ($29 \text{ г/моль}$). Следовательно, аммиак значительно легче воздуха. При этом аммиак очень хорошо растворяется в воде, образуя гидроксид аммония. Поэтому его нельзя собирать методом вытеснения воды.

Ответ: аммиак собирают методом вытеснения воздуха, располагая колбу дном вверх.

Углекислый газ

Молярная масса углекислого газа ($CO_2$) составляет $M(CO_2) = 44 \text{ г/моль}$, что значительно больше молярной массы воздуха ($29 \text{ г/моль}$). Следовательно, углекислый газ тяжелее воздуха. Он ограниченно растворим в воде (частично реагирует с ней), поэтому метод вытеснения воды возможен, но не идеален, так как часть газа растворится. Наиболее подходящим и часто используемым является метод вытеснения воздуха.

Ответ: углекислый газ собирают методом вытеснения воздуха (располагая колбу дном вниз). Также возможно собирание методом вытеснения воды (с некоторыми потерями газа).