Номер 182, страница 212 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.182. Как можно доказать наличие в аммиаке примеси водорода, имея в распоряжении воду, стакан и сухую пробирку?

Решение

Для доказательства наличия примеси водорода в аммиаке можно использовать метод, основанный на резком различии в растворимости этих двух газов в воде. Аммиак ($NH_3$) чрезвычайно хорошо растворяется в воде, в то время как водород ($H_2$) практически нерастворим.

Порядок действий для проведения эксперимента следующий:

1. Сухую пробирку необходимо заполнить исследуемым газом (смесью аммиака с предполагаемой примесью водорода). Поскольку оба газа легче воздуха, пробирку при заполнении следует держать в перевернутом виде (дном вверх).
2. Наполнить стакан водой.
3. Отверстие пробирки, заполненной газом, плотно закрыть пальцем. Затем, не переворачивая, опустить ее отверстием в стакан с водой.
4. Находясь под водой, убрать палец с отверстия пробирки.

Наблюдения и выводы:

После открытия пробирки под водой будет наблюдаться быстрое заполнение пробирки водой. Это явление объясняется высокой растворимостью аммиака в воде, в ходе которой образуется гидрат аммиака:
$NH_3(г) + H_2O(ж) \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O(р-р)$
Из-за растворения аммиака давление внутри пробирки резко снижается, становясь значительно ниже атмосферного. Внешнее атмосферное давление "загоняет" воду внутрь пробирки.

Водород, в отличие от аммиака, в воде практически не растворяется. Поэтому, если в исходной газовой смеси присутствовал водород, он не растворится и соберется в виде газового пузыря в верхней части пробирки (у ее дна). Наличие этого нерастворившегося остатка газа и является прямым доказательством присутствия примеси водорода в аммиаке.

Ответ: Следует заполнить сухую пробирку исследуемым газом, затем, перевернув ее, опустить отверстием в стакан с водой. Аммиак растворится, и вода заполнит пробирку. Если в аммиаке есть примесь водорода, то в верхней части пробирки останется пузырек нерастворимого газа (водорода), что и докажет его наличие.