Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович (2025)

Навчальне дослідження № 2. «Визначення молярного об'єму газів»

• Що є метою нашої роботи?

Визначити молярний об’єм кисню та вуглекислого газу.

Поміркуйте

Висловіть гіпотезу щодо можливості виміряти молярний об'єм газу в умовах шкільного кабінету хімії. Якими мають бути ваші дії для цього?

Які умови та фактори слід урахувати в ході дослідження?

• Що нам знадобиться?

Обладнання: кристалізатор із водою, мірні циліндри об’ємом 10 мл і 100 мл, конічна колба, корок із газовідвідною трубкою, ваги, фільтрувальний папір.

Реактиви: аптечний перекис водню (3 %-й розчин гідроген пероксиду), каталізатор, крейда, розчин оцтової кислоти (6 %-й столовий оцет).

• Визначаємо ризики

Які небезпечні та проблемні ситуації можуть статися під час роботи з переліченим обладнанням і речовинами, зокрема розчинами гідроген пероксиду та кислоти? Якими мають бути ваші дії в разі небезпеки?

Поміркуйте

Ознайомтеся з методикою виконання роботи та висловіть припущення щодо чинників, які можуть вплинути на точність результатів дослідження.

• Що ми маємо зробити?

1. Об’єднайтеся в групи та домовтеся, які групи будуть визначати молярний об’єм кисню, а які — вуглекислого газу.

2. Занотуйте умови здійснення експерименту:

1) термометром зафіксуйте температуру в класі (t, °С);

2) барометром зафіксуйте тиск (р, Па). Якщо ваш барометр указує тиск у мм. рт. ст., то перерахуйте значення тиску в паскалях за формулою: р, Па = р, мм. рт. ст. • 133,3.

3. Зберіть прилад, як зображено на малюнку на с. 118.

4. Визначення молярного об’єму кисню:

1) у колбу насипте дрібку каталізатора — манган(IV) оксиду;

2) у мірний циліндр налийте розчин гідроген пероксиду об’ємом близько 5 мл, точне значення об’єму занотуйте в зошиті;

3) долийте відміряний об’єм розчину гідроген пероксиду в колбу й одразу закрийте її корком із газовідвідною трубкою;

4) спостерігайте за виділенням кисню, після закінчення реакції визначте об’єм виділеного газу.

5. Визначення молярного об’єму вуглекислого газу:

1) на ваги помістіть невеликий лист паперу (фільтрувального або іншого тонкого) та зафіксуйте його масу;

2) на аркуш паперу насипте порошок крейди масою близько 0,3 г, точне значення маси занотуйте в зошиті;

3) відміряний зразок крейди разом із папером акуратно помістіть у колбу;

4) у мірний циліндр налийте столовий оцет об’ємом бл. 20 мл;

5) відміряний об’єм оцту перелийте в колбу й одразу закрийте її корком із газовідвідною трубкою;

6) спостерігайте за виділенням вуглекислого газу, після закінчення реакції зафіксуйте його об’єм (за необхідності струсіть уміст колби).

6. Приведіть об’єми одержаних газів до нормальних умов. Для цього виміряні значення об’ємів підставте в рівняння:

де V(газу) — виміряне значення газу;

р, Па — значення атмосферного тиску в паскалях;

t, °С — температура в кімнаті в градусах Цельсія.

7. Обчисліть кількість речовини газу n(газу), який мав виділитися відповідно до маси взятих вами реактантів.

8. Обчисліть значення молярних об’ємів газів за формулою:

• Який висновок ми маємо зробити?

• Порівняйте значення молярного об’єму газу, яке є результатом дослідження, із молярним об’ємом газів за нормальних умов.

• Чи справді молярний об’єм газу не залежить від складу (формули) газуватої речовини?

• Для підбиття підсумків роботи обговоріть питання

1. Поясніть, чому важливо швидко закоркувати колбу після змішування реактантів.

2. Чи можна виконувати дослідження за нормальних умов, щоб потім не перераховувати об’єми? Якщо ні, то поясніть, для чого після дослідження перераховувати об’єм газу за нормальних умов.

3. Чому для вимірювання об’єму кисню в описі зазначений приблизний об’єм розчину гідроген пероксиду, а занотовувати слід точний реально виміряний об’єм? Чи варто в описі зазначати точний (із точністю до 0,1 мл або 0,01 мл) необхідний об’єм розчину?

5. Чому для вимірювання об’єму вуглекислого газу в описі зазначена приблизна маса крейди, а занотовувати слід точну виміряну масу? А от об’єм столового оцту точно вимірювати не треба.

6. Навіщо під час вимірювання об’єму вуглекислого газу наважку речовини переносять у колбу разом з аркушем паперу, на якому його відмірювали?

7. Порівняйте значення молярного об’єму, отримані різними групами, визначте точність вашого дослідження. Які чинники могли вплинути на точність результатів?

8. Як ви вважаєте, навіщо використовували сіль в експерименті зі збиранням вуглекислого газу?

Рефлексуємо

• Що нового ви дізналися під час дослідження?

• Що виявилося для вас складним? Поясніть чому.

• Як ви оцінюєте свою роботу? Аргументуйте думку.