Номер 6, страница 114 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

Газы для собирания: аммиак ($NH_3$) и углекислый газ ($CO_2$).

Среда, из которой вытесняются газы: воздух.

Относительные атомные массы элементов: $A_r(H) = 1$, $A_r(C) = 12$, $A_r(N) = 14$, $A_r(O) = 16$.

Средняя молярная масса воздуха: $M_{ср}(воздуха) \approx 29$ г/моль.

Найти:

Определить положение сосуда (вверх или вниз дном) для собирания аммиака и углекислого газа и объяснить причину выбора.

Решение:

Способ собирания газа методом вытеснения воздуха зависит от его плотности относительно плотности воздуха. Поскольку при одинаковых условиях (температуре и давлении) плотность газа прямо пропорциональна его молярной массе, для выбора способа собирания достаточно сравнить молярную массу газа со средней молярной массой воздуха ($M_{ср} \approx 29$ г/моль).

1. Если газ легче воздуха (его молярная масса меньше 29 г/моль), он будет подниматься вверх. Для сбора такого газа сосуд нужно перевернуть, то есть расположить вверх дном. Газ, поступая в сосуд, будет скапливаться в верхней его части, вытесняя более тяжелый воздух вниз через отверстие.

2. Если газ тяжелее воздуха (его молярная масса больше 29 г/моль), он будет опускаться вниз. Для сбора такого газа сосуд ставят в обычное положение, то есть вниз дном. Газ будет заполнять сосуд снизу вверх, вытесняя более легкий воздух через отверстие.

Рассчитаем молярные массы указанных газов и определим способ их собирания.

Для аммиака ($NH_3$):

Молярная масса аммиака рассчитывается как сумма атомных масс составляющих его атомов:

$M(NH_3) = A_r(N) + 3 \cdot A_r(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль.

Сравниваем с молярной массой воздуха: $17 \text{ г/моль} < 29 \text{ г/моль}$. Это означает, что аммиак значительно легче воздуха. Следовательно, для его собирания сосуд следует располагать вверх дном.

Для углекислого газа ($CO_2$):

Молярная масса углекислого газа:

$M(CO_2) = A_r(C) + 2 \cdot A_r(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44$ г/моль.

Сравниваем с молярной массой воздуха: $44 \text{ г/моль} > 29 \text{ г/моль}$. Это означает, что углекислый газ значительно тяжелее воздуха. Следовательно, для его собирания сосуд следует располагать вниз дном.

Ответ: Сосуд для собирания аммиака следует располагать вверх дном, так как аммиак ($M=17$ г/моль) легче воздуха ($M_{ср} \approx 29$ г/моль). Сосуд для собирания углекислого газа следует располагать вниз дном, так как углекислый газ ($M=44$ г/моль) тяжелее воздуха.