Синтез воды в эвдиометре

Горение водорода в воздухе и кислороде, взрывы гремучих смесей, восстанов­ление оксида меди и др. — все эти опыты относятся к процессам синтеза воды. Цель демонстрации синтеза воды в эвдиометре — показать, что водород и кислород вступают в соединение с обра­зованием воды в тех же объемных отношениях, в каких они обра­зуются при ее разложении.

Применение ртутных эвдиометров в условиях средней школы исключается. Опыты проводятся над водой в стеклянных эвдио­метрах фабричного изготовления или самодельных. Выпускаемый Главучтехпромом эвдиометр представляет собой запаянную с одного конца стеклянную трубку длиной 25 см с впа­янными в нее двумя проволочками из платинита Расстояния между концами проволочек внутри трубки — около 2 мм — доста­точно для образования между ними искры даже от небольшого индуктора. Нижний конец эвдиометра имеет сужение, что удобно при испытании оставшегося в эвдиометре газа, легче закрывать трубку пальцем, удобнее в суженном отверстии поджечь водород или внести туда тлеющую лучинку для испытания кислорода, так как у суженного отверстия газы задерживаются дольше, чем у широ­кого. В верхней части на трубку эвдиометра нанесены деления через 1 и 0,5 см. Они обычно издали не видны, поэтому лучше нанести более крупно (через 1,5—2 см) 4—5 делений черным лаком или надеть на эту часть тонкие резиновые колечки на равных расстояниях; последнее даже удобнее, так как позволяет прн необходимости изменять объемы газов при наполнении эвдиометра.

При отсутствии эвдиометра, описанного на рисунке 108, а, ьюжт изготовить эвдиометр из толстостенной стеклянной трубки длиной 25 см, с внутренним диаметром около 1 см. К трубке подо­брать корковую пробку, хорошо обжатую, так, чтобы она с уси­лием входила в трубку полностью. Прежде чем вдвигать пробку в трубку, нужно через пробку пропустить две нетолстые медные проволоки. Чтобы легче проколоть тш пробку, следует заточить концы напильником и, вставив часть проволоки в пробку, вдвигать ее далее плоскогубцами, захватывая каждый раз не более 2 мм проволоки, пока она выйдет насквозь. После этого концы проволок загнуть навстречу друг другу, оставив расстояние между ними около 2—3 мм. Пробку вместе с проволоками нужно вдвинуть с усилием в трубку на глубину 1 см и все пространство над проб­кой залить менделеевской замазкой, а за неимением ее — сургучом или расплавленной серой. Чтобы проволока не скользила в пробке, полезно сделать изгиб, приходящийся на заливаемую часть, как показано на рисунке 108, б (самодельный эвдиометр с прово­лочками).

Если индуктора в кабинете нет, можно для поджигания гре­мучей смеси в эвдиометре использовать спираль из очень тонкой (волосковой) медной проволоки (108, в), которая перед встав­лением пробки в трубку эвдиометра натягивается между прово­локами под пробкой. Такой эвдиометр можно после наполнения газами включать непосредственно в сеть. Тонкая проволочка при этом сразу же перегорает, и гремучая смесь взрывается. Неплохие результаты дает также тонкая нихромовая проволока, 3—4 витка которой, натянутые между медными проволоками внутри эвдио­метра, можно раскалить электрическим током и вызвать взрыв гремучей смеси. В этом случае в цепь обязательно включают рео­стат, сопротивление которого выводят осторожно до раскаливания проволоки, а после взрыва смеси ток немедленно выключают. Нихромовой проволоки при осторожном обращении хватает на 10—12 взрывов, тогда как медная спиралька служит один раз, после чего нужно разогревать замазку, вынимать пробку и натя­гивать новую спираль.

Водород для наполнения эвдиометра должен быть чистым, без примеси воздуха. Его получают в аппарате Киппа или другом приборе. Кислород для опыта лучше получить из перманганата калия и чистым собрать в неболь­шой газометр над кипяченой охлажденной или выдержанной в течение суток при комнатной темпе­ратуре водой (чтобы из воды не выделялись пу­зырьки воздуха). Можно с необходимой осторож­ностью (чтобы не пустить избыток) наполнять эвдиометр кислородом из обычного универсаль­ного прибора (пробирка с газоотводной трубкой, см. стр. 20), в котором нагревается перманганат калия. Кислород из аптечной подушки для опыта не годится, так как он содержит небольшую при­месь воздуха и углекислого газа. Вода для напол­нения эвдиометра и для ванны (стакана) также должна быть прокипяченной или выдержанной при комнатной температуре в течение суток.

При подготовке и демонстрации опыта соблю­дать следующий порядок выполнения операций:

  1. наполнить эвдиометр водой (о подготовке воды см. выше) и, закрыв отверстие пальцем, погрузить в стакан, налитый на 14 объема такой же водой;
  2. укрепить эвдиометр в зажиме штатива (обязательно с про­кладками) ниже градуированной части, так, чтобы он оставался погруженным в воду на 2—3 см;
  3. осторожно, небольшими пузырьками ввести в эвдиометр два объема кислорода, до второго сверху деления (кольца, 109), предварительно пропустив ток кислорода в воду мимо трубки эвдиометра, чтобы вытеснить из газоотводной трубки кислородного прибора весь воздух. Пузырьки газа вводить кратковременным подведением газоотводной трубки под отверстие эвдиометра;
  4. таким же приемом ввести в эвдиометр два объема водорода, до четвертого сверху деления;
  5. погрузить эвдиометр в стакан так, чтобы расстояние между дном стакана и нижним концом трубки было не менее 3—4 см (ниже опускать эвдиометр ко дну стакана нельзя, при взрыве может разбиться и стакан, и эвдиометр);
  6. проверить индуктор (наличие искры при включении);
  7. присоединить провода к контактам вторичной обмотки индук­тора (при выключенном индукторе), а вторые концы их — к кон­тактам (110) эвдиометра (правила, см. т. .1, стр. 110);
  8. включить индуктор. Для эвдиометра без индуктора вклю­чить вилку в сеть и при нихромовой проволоке выводить реостат;
  9. как только произойдет взрыв смеси (вполне безопасный при исправном и хорошо изготовленном приборе), немедленно выклю­чить и снять провода с контактов эвдиометра. После взрыва уро­вень воды внутри трубки эвдиометра при объемном отношении газов 2 : 2 поднимается на три деления. В трубке остается один

 

объем кислорода (один объем кисло­рода и два объема водорода обра­зуют водяной пар, при конденсации которого получается вода, занимаю­щая ничтожно малый объем; она сли­вается с водой, наполняющей эвдио­метр);

  1. приподнять эвдиометр, закрыв нижнее отверстие трубки пальцем, вынуть ее из воды и, перевернув нижним концом вверх, выждать, по­ка оставшийся газ поднимется к от­верстию;
  2. испытать газ тонкой тлеющей лучинкой, которую быстро внести, держа строго вертикально, в откры­тую часть трубки эвдиометра. При

указанном выше отношении объемов оставшийся газ — кислород. При разных вариантах опыта возможны и другие комбинации объемов, но соотношение объемов водорода и кислорода, вступив­ших в соединение, всегда будет равно 2 : 1 (в весовом отношении округленно 1 : 8).

При применении для взрыва смеси индуктора нередко бывает, что после включения индуктор работает нормально, однако искра внутри эвдиометра не образуется и взрыва не происходит. Чаще всего это случается с самодельным эвдиометром, верхняя часть которого при наполнении смачивается водой. Электрический разряд проходит но смоченной поверхности трубки, где сопротивление, очевидно, меньше, чем между проволочками внутри эвдиометра. В таких случаях надо выключить индуктор, снять конец одного провода с выходной проволоки эвдиометра, намотать его на стек­лянную палочку и, держа ее рукой (не прикасаясь к проводу), подносить провод к разным точкам верхней части эвдиометра при вновь включенном индукторе. Между проводом и верхней частью эвдиометра образуются искры, одна из которых обязательно проскочит внутрь и вызовет взрыв смеси

Спонсоры сайта:

лампы бактерицидные купить смотрим купить кварцевую лампу солнышко оуфд-01 киев

Copyright © 2011. Designed by "Nemec"