Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на предмете углерода и его соединений (APP12)

Посмотреть архив целиком

Приложение 12


Определение молекулярного состава углекислого газа(экспериментальная часть)


Рассмотрим несколько методик получения углекислого газа:

1. Разложение гидрокарбонатов при нагревании.

Ход работы

В штативе закрепляем сухую колбу Вюрца, поместив туда 3,75 г сухого гидрокарбоната калия. Колбу соединяем газоотводной трубкой с соединенными между собой колбами Тищенко (первая заполнена водой для очистки от твердых частиц, от хлороводорода, вторая - концентрированной серной кислотой для сушки газа от паров воды) и выходящей из последней газоотводной трубки в колбу-приемник очищенного газа. Ведем нагревание колбы спиртовкой. Примерно при температуре 105°C начинается разложение. Сама реакция протекает с приемлимой скоростью лишь в интервале 120 -200°C.

Уравнение реакции

2 NaHCO3 ® Na2CO3+H2O+CO2­

Наблюдения

Получаемый газ собираем в колбу на 500 мл (заполнение ведем до получения постоянной массы, проверку заполненности колбы ведем по горящей лучине), он получается очень чистым, реакция проходит очень интенсивно. Газ, таким образом, получаем в три пробега.

Установка




2. Разложение малахита.

Ход работы

В штативе закрепляем сухую колбу Вюрца, поместив туда 5 г малахита. Колбу соединяем газоотводной трубкой с соединенными между собой колбами Тищенко (первая заполнена водой для очистки от твердых частиц, вторая - концентрированной серной кислотой для сушки газа от паров воды) и выходящей из последней газоотводной трубки в колбу-приемник очищенного газа. Ведем нагревание колбы спиртовкой. Реакция начинает идти при температуре 100°C, идет интенсивно при температуре 150°C.

Уравнение реакции

Cu2(OH)2CO3 ® 2CuO+H2O+CO2­

Наблюдения

Получаемый газ собираем в колбу на 500 мл (заполнение ведем до получения постоянной массы, проверку заполненности колбы ведем по горящей лучине), реакция протекает очень быстро и интенсивно с образованием черного порошка оксида меди (II). Проделываем три пробега.

Установка та же, что и в опыте 1.

3. Термическое разложение карбоната магния.

Ход работы

В штативе закрепляем сухую колбу Вюрца, поместив туда 2 г магнезита. Колбу соединяем газоотводной трубкой с соединенными между собой колбами Тищенко (первая заполнена водой для очистки от твердых частиц, вторая - концентрированной серной кислотой для сушки газа от паров воды) и выходящей из последней газоотводной трубки в колбу-приемник очищенного газа. Ведем нагревание колбы спиртовкой.


Уравнение реакции

MgCO3®MgO+CO2­

Наблюдения

Для разложения необходима температура 540°C. Данной температуры достичь не удалось, газ не был получен.

Установка та же, что и в опыте 1.

4. Взаимодействие мрамора с соляной кислотой.

Ход работы

В проверенный на герметичность аппарат Киппа закладываем 3 г карбоната кальция и наливаем раствор соляной кислоты (1: 2,5). Аппарат Киппа соединяем газоотводной трубкой с соединенными между собой колбами Тищенко (первая заполнена водой для очистки от твердых частиц, вторая - концентрированной серной кислотой для сушки газа от паров воды) и выходящей из последней газоотводной трубки в колбу-приемник очищенного газа.

Уравнение реакции

CaCO3+2HCl®CaCl2+CO2­+H2O

Наблюдения

Получаемый газ собираем в колбу на 500 мл (заполнение ведем до получения постоянной массы, проверку заполненности колбы ведем по горящей лучине), реакция идет умеренно. Газ получается чистый. Делаем три пробега.

Установка







5. Декарбоксилирование карбоновой кислоты.

Ход работы

В штативе закрепляем сухую колбу Вюрца, поместив туда 2,5 г лимонной кислоты. В колбу Вюрца помещаем катализатор - медь и ведем нагревание. Колбу соединяем газоотводной трубкой с соединенными между собой колбами Тищенко (первая заполнена водой для очистки от твердых частиц, вторая - концентрированной серной кислотой для сушки газа от паров воды) и выходящей из последней газоотводной трубки в колбу-приемник очищенного газа.

Уравнение реакции




Наблюдения

Реакция декарбоксилирования лимонной кислоты идет очень медленно даже в присутствии медного катализатора. При температуре °С лимонная кислота начинает закипать и разлагаться. В результате опыта получили небольшое количество углекислого газа, т.к. все дикарбоновые кислоты трудно декарбоксилируются.


Столбиковая диаграмма относительной ошибки











Сводная таблица результатов


масса колбы с проб­кой и возду­хом

m1, г

масса колбы с пробкой и СО2

m2, г

масса возду­ха в колбе

m3, г

масса колбы с проб­кой

m4, г

масса СО2 в колбе


m, г

дав­ление, кПа


Р

темпе­ратура, град К


Т

объем колбы



V

объем колбы при н.у.

V0

молярная масса СО2, вычисленная методом

относи­тельная ошибка, %










А г/моль

В г/моль

С г/моль


разложение гидрокарбоната натрия

172,51

172,91

0,7801687

171,72984

1,18016

102,3915

296,5

0,650

0,60478

43,86825

43,690705

43,8682

0,31

разложение малахита

135,27

135,69

0,8609581

134,40905

1,290326

102,9248

297,5

0,716

0,667494

43,462586

43,286673

43,306715

1,24

взаимодействие мрамора с соляной кислотой

193,69

194,06

0,7899026

192,8801

1,179945

102,3915

296

0,657

0,612327

43,32105

43,146258

43,166233

1,5

декарбоксилирование лимонной кислоты

135,13

135,48

0,8428581

134,2871

1,19283

100,5917

297

0,716

0,65337

41,04139

40,875285

40,89207

0,7


Поправка: берем средние величины результатов.







Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.