✔, страница 36 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Смеси веществ, их состав. §7. Газы и газовые смеси. Объёмная доля компонента газовой смеси. Задания внутри параграфа - страница 36.

Условие.

В 1774 г. французский учёный Антуан Лавуазье нагревал ртуть в реторте (рис. 23) в течение 12 суток. Конец реторты был подведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртути в колоколе поднялся примерно на $\frac{1}{5}$. Оставшийся под колоколом газ был непригоден для дыхания. О чём свидетельствует опыт А. Лавуазье? Сделайте вывод об объёмных долях основных компонентов воздуха.

Решение 2.

О чём свидетельствует опыт А. Лавуазье?

Опыт Антуана Лавуазье, проведённый в 1774 году, является одним из ключевых экспериментов в истории химии, который доказал сложный состав воздуха. Нагревая ртуть в замкнутом объёме воздуха, Лавуазье заметил, что часть воздуха вступает в реакцию с ртутью, образуя красное твёрдое вещество (оксид ртути), а объём газа при этом уменьшается. Оставшийся газ был непригоден для дыхания. Этот эксперимент свидетельствует о следующем:
1. Воздух не является простым, неделимым веществом (химическим элементом), а представляет собой смесь газов.
2. Воздух состоит как минимум из двух компонентов с разными химическими свойствами.
3. Один из компонентов воздуха (позже названный кислородом) является химически активным, он поддерживает горение (в данном случае, медленное окисление ртути) и дыхание. Уравнение реакции: $2Hg + O_2 \rightarrow 2HgO$.
4. Другой компонент воздуха (позже названный азотом) является неактивным в данных условиях, не вступает в реакцию с ртутью и не поддерживает дыхание.

Ответ: Опыт А. Лавуазье свидетельствует о том, что воздух является не простым веществом, а смесью газов, состоящей из активного компонента, поддерживающего горение и дыхание (кислорода), и неактивного компонента (азота).

Вывод об объёмных долях основных компонентов воздуха.

В ходе эксперимента было установлено, что уровень ртути в колоколе поднялся, заняв примерно $1/5$ объёма, который изначально был заполнен воздухом. Это произошло потому, что газообразный кислород из воздуха прореагировал с ртутью и превратился в твёрдое вещество (оксид ртути), тем самым освободив занимаемый им объём.
На основании этого наблюдения можно сделать вывод об объёмных долях ($\phi$) основных компонентов воздуха:
• Объёмная доля активной части воздуха (кислорода), которая вступила в реакцию, составляет примерно $1/5$. В процентах это: $\phi(O_2) \approx \frac{1}{5} \times 100\% = 20\%$.
• Объёмная доля оставшейся, неактивной части воздуха (в основном, азота), составляет, соответственно, $4/5$. В процентах это: $\phi(N_2) \approx \frac{4}{5} \times 100\% = 80\%$.
Таким образом, эксперимент позволил количественно оценить состав воздуха.

Ответ: На основе опыта Лавуазье можно сделать вывод, что воздух по объёму состоит примерно на $1/5$ (или 20%) из кислорода и на $4/5$ (или 80%) из азота (и других газов, не поддерживающих дыхание).