Вывод формулы молекулы воды

На основе опытных данных об объемных отношениях между водородом и кислородом при раз­ложении и синтезе воды  формула молекулы выво­дится при переходе от объемных отношений к отношениям по массе: если исходный объем кислорода принять равным 1 л, то водорода для образования воды потребуется на данный объем 2 л. Масса 1 л водорода при нормальных условиях составляет 0,08987 г (округ­ленно— 0,09 г), масса 1 л кислорода при тех же условиях 1,43 г, тогда

(2.0,09): 1,43 1 :81 2:.16

2) Определение формул оксидов меди и свинца. Формулы окси­дов меди (I) и (II) можно вывести на основании количественных данных опыта восстановления их водородом. В школьных условиях нет необходимости проводить восстановление в фарфоровых лодоч­ках и т. п., опыт в пробирках дает вполне удовлетворительные результаты. Для удобства и упрощения количественных расчетов оксида меди (II) нужно взять 1 г, оксида меди (I) — 1,8 г. Перед началом опыта пробирку (предварительно вымыть ее раствором соды и водой, высушить и поместить в эксикаторе) тари­руют на химико-технических весах (можно выполнить опыт и на аптекарских чашечных весах, т. I, стр. 80) и помещают в нее чуть больше 1 г прокаленного оксида меди (II). Отсыпая порошок ок­сида небольшими порциями, добиваются, чтобы масса его в про­бирке была равна 1 г (разновеску в 1 г помещают на левую чашку весов вместе с грузом для тарирования пробирки). Пробирку с 1 г оксида меди (II) надевают на газоотводную трубку прибора, как показано на рисунке 120.

Водород, поступающий из аппарата Киппа или другого при­бора, промывают для освобождения от примесей (AsHg и особенно H2S), пропуская его через щелочной раствор перманганата калия. В осушке газа нет необходимости, так как продуктом реакции является вода. Убедившись, что воздух из прибора вытеснен водо­родом (испытание!), нагревают оксид меди, предварительно слегка прогрев всю пробирку (стр. 79). Когда реакция будет закончена, осторожно нагревают пробирку до полного удаления воды со стенок, не допуская вспыхивания водорода у отверстия пробирки. После этого охлаждают полученный порошок меди, не прекращая тока водорода, и помещают пробирку с медью на правую чашку весов. За счет убыли кислорода равновесие будет нарушено и восстанав­ливается, если на эту же чашку весов по.местить разновеску в 6,2 г. Следовательно, количественное отношение меди н кислорода в ок­сиде меди (И) будет 0,8 : 2, или 8 : 2, или 64 : 16, т. е. формула оксида меди (II) СиО.

Точно так же производят опыт с оксидом меди (I), но берут его 1,8 г. Убыль в массе будет также 0,2 г. Следовательно, коли-чественнсе отношение меди и кислорода в оксиде меди (I) будет 1,6 : 0,2, или 16 : 2, или 8:1, или 128 : 16, т. е. формула оксида меди (I) Cu2O.

Сравнивая количественные отношения меди и кислорода в ок­сидах меди (I и И) из отношений 4:1 и 8 : 1, находят 4 : 8, или 1 : 2. Это подтверждает, что атомы при образовании химических соединений не дробятся, а соединяются как целые частицы.

Аналогично проводят опыты с оксидами свинца (их также нужно хорошо высушить в эксикаторе). Цифровые величины в этих случаях менее удобны для расчетов. Так, чтобы получить убыль в массе за счет 0,2 г кислорода, нужно взять оксида свинца (II) приблизительно 2,8 г (точнее, 2,79 г), а оксида свинца (IV) около 1,5 г (точнее, 1,49 г). Можно, конечно, брать произвольные коли­чества исходных оксидов в указанных пределах и вести точное взвешивание. Расчеты приводят к формулам оксидов РbО и PbO2 и к выводам, подтверждающим целочисленные отношения атомов в сложных веществах.

Формулу оксида меди (II) можно вывести также из данных опыта по определению эквивалента меди при прокаливании ее в кислороде (стр. 120). Если из данных опыта рассчитать количе­ство меди, которое соединилось не с 8, как для расчета эквивалента, а с 16 мае. ч. кислорода, то это даст число 64, т. е. величину, соот­ветствующую массе одного атома меди (в у. е.), что приводит к фор­муле СuО, Можно заранее отвесить 0,8 г меди (или другое произ­вольное количество), прокалить ее в струе кислорода, после чего определить увеличение массы и произвести соответствующий расчет.

 

Спонсоры сайта:

Copyright © 2011. Designed by "Nemec"