§ 13. Воздух как смесь газов

Закрытая бутылка стоит на столе. Жидкости в ней нет. Это ещё не значит, что внутри пусто.

К концу урока вы сможете назвать воздух смесью, вычислить объёмную долю газа и отличить её от массовой доли. Лабораторный опыт 2 — сборка приборов. Кислород в этом опыте не получают. Его химические свойства и формулы оксидов — следующие уроки.

Постановка. Жидкости нет. Что внутри, сначала записывают сами. Бутылку не греют.

Воздух — смесь

Явление «ничего не видно» не делает воздух одним веществом. Смесь может быть однородной: части не видны, как не был виден раствор соли. У воздуха нет одной химической формулы. Азот и кислород в нём остаются собой.

Воздух заполняет комнату. Его почти не видно. Это не пустота.

Шар держит воздух. Отдельные газы на снимке не видны. Объём с кадра не снимают, шар на уроке не надувают.

В школьной модели, которую сверяют с § 13, на 100 дм³ воздуха приходится около 78 дм³ азота и около 21 дм³ кислорода. 78 + 21 = 99, поэтому около 1 дм³ в этой круглой модели занимают другие газы. Сегодня их не раскладывают на формулы. Это не замер воздуха вашего кабинета. Если в бумажном § 13 другие числа, на доске оставляют числа пособия. 1 дм³ — это 1 л.

Объёмная доля

Объёмная доля показывает, какую часть объёма всей смеси составляет один газ.

φ = V(газа) / V(смеси)

Букву φ пишут, если так в вашем § 13. Если в пособии другая буква, на доске оставляют букву пособия.

Это не буква ω. Буквой ω на уроке про смеси обозначали массовую долю: там делили массы. Здесь делят объёмы. Буквы разные, подставлять одну вместо другой нельзя.

0,78 и 78% — одно и то же значение. Запись 0,78% означает совсем другое: в сто раз меньше, чем 78%.

Пример для урока, не номер из пособия. Воздуха 200 дм³, азота в этой же модели 156 дм³. Числа заданы, их не измеряли сегодня.

φ(азота) = 156 дм³ / 200 дм³ = 0,78 = 78%

Свой пример. Воздуха 50 дм³, кислорода 10,5 дм³. Запишите долю и проценты, потом сверьтесь с ответами. Эти объёмы не результат сегодняшнего опыта.

Опыт на этом часе

Лабораторный опыт 2 называется «Сборка приборов для получения и собирания газов». Собирают прибор. Газ не получают: пробирка пустая, огня нет, реактив не засыпают. Получение кислорода — другая работа, не этот час.

Постановка. Это не чертёж пособия. Какие детали брать, смотрят на столе и в § 13.

Постановка. Пробирка пустая. Если шланг на кадре сидит не так, как в книге, верна книга.

Два способа собирания небольших количеств газа называют словами.

Вытеснение воздуха. Если газ тяжелее воздуха, сосуд оставляют отверстием вверх, а трубку опускают к дну. Если газ легче воздуха, сосуд переворачивают отверстием вниз, а трубку ведут кверху. Какой именно газ тяжелее, по кадру не решают.

Постановка для газа тяжелее воздуха. Чертёж — в § 13.

Постановка для газа легче воздуха. Если трубка на кадре доходит не так, как в пособии, пишут: сверить с рисунком пособия § 13.

Вытеснение воды используют, когда газ почти не растворяется в воде. Сосуд сначала полон воды, его держат отверстием вниз. На следующем кадре прибор специально не собран: перевёрнутый полный сосуд копируют с рисунка § 13, не с фотографии.

Постановка. Вода и стекло ещё отдельно. Готовый прибор с этого кадра не собирают.

Перед работой прибор проверяют на герметичность так, как показано в § 13. Если в тексте способа нет, его показывает учитель и не называет этот показ цитатой из пособия.

Постановка. Конец трубки в воде. Пробирка пустая. Способ проверки берут из § 13.

Если набора на столе нет или соединение неясно, в листе пишут: сверить с рисунком пособия § 13. Дома этот опыт не повторяют.

Проверь себя

Сначала ответьте сами. Ключ ниже, его лучше закрыть листом.

1. Закрытая бутылка без жидкости. Что в ней есть?
2. Почему у воздуха нельзя написать одну формулу?
3. Чем буква φ отличается от буквы ω?
4. Воздуха 50 дм³, кислорода 10,5 дм³. Чему равна объёмная доля кислорода?
5. Что делают в опыте 2: получают газ или только собирают прибор?

Ответы

1. Воздух. «Пусто» — первая догадка, её исправляют рядом, не стирая.
2. Воздух — смесь газов. Азот и кислород остаются разными веществами, одной формулы у смеси нет.
3. φ — объёмная доля, делят объёмы. ω — массовая доля, делили массы. Сегодня в ответ ставят φ, если так в вашем § 13.
4. 10,5 дм³ / 50 дм³ = 0,21 = 21%. Не 0,21%.
5. Только собирают прибор. Пробирка пустая, огня нет, газ не получают. Если соединение неясно, пишут: сверить с рисунком пособия § 13.

Дома посмотрите на воздух в комнате или на закрытую пустую бутылку. Напишите, смесь это или одно вещество, и назовите два главных газа школьной модели: азот и кислород. Ничего не нагревайте и газ не собирайте.