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量气装置如何调压?

来源:未知作者:岳文虹 点击:所属专题: 量气
高中化学定量实验方法有:体积法、重量法和滴定法。体积法以《测定气体 摩尔体积》为代表。下列量气装置一、二是测定气体体积的常见装置图。这类装 置在使用时,我们测定的气体体积是常温常压下的体积,因此,在每次读数之前要进行调压,以保证气体的体积是当时大气压强

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高中化学定量实验方法有:体积法、重量法和滴定法。体积法以《测定气体 摩尔体积》为代表。下列量气装置一、二是测定气体体积的常见装置图。这类装 置在使用时,我们测定的气体体积是常温常压下的体积,因此,在每次读数之前要进行调压,以保证气体的体积是当时大气压强下的体积。

量气装置如何调压?


 量气装置一、二均由量气管、水准管和乳胶软管组成,左右两边液面相平时 表示装置内压强和外界大气压相同,此时测得的体积即为我们所需的常温常压下 的气体体积。以装置一为例:若水准管液面高于量气管液面,则量气管内的压强 等于外界压强和液柱差之和(即P=P+ρgΔh),说明量气管内压强大于常压, 由于PV=nRT,在温度一定时,PV为定值。所以此时量气管内的气体体积偏小。 所以,需要减小量气管内的压强来调节至左右液面相平。

那么,如何调节呢?此时水准管是应该上移还是下移呢?据华师-高中化学教师QQ群,整理后给出的答案是:“应该把水准管往上移动至左右液面相平”。

但我们经过简易实验装置验证和征询了多位化学专家及物理专家的意见后, 认为只有将右端的水准管往下移动,才能减小左端量气管内的压强,进一步实现 左右液面相平。

量气装置如何调压?

简易实验装置可以采用两根碱式滴定管(去掉尖嘴)和一根乳胶软管组装而成。【也可以用球形干燥管(便于用橡皮塞塞紧)和碱式滴定管(去掉尖嘴), 中间用乳胶软管相连组装而成。】我们可以先加入一定量的水使左右两管液面相平,然后通过向左管中吹气的方式在左管上方收集一定量的气体,马上用拇指堵 住左管上方,此时右管液面高于左管液面。左管内气体压强大于外界压强,说明左管内气体体积是偏小的。此时将右管下移,可使左右液面相平。实验中还发现: 当右管下移时,左管液面会同时缓慢下降;当右管上移时,左管液面会同时缓慢 上升(注意此时乳胶软管的位置是有变化的)。因此,如果左管液面低于右管, 下移右管,左管液面同时下降,说明左管内气体体积增大,即左管内压强是减小了。因此可最终实现左右液面向平。

试分析上述错误认识的根源:当装置一中右端水准管液面高于左端量气管液 面时,认为左端压强大于右端压强(这是正确的),此时量气管内的气体体积偏小(也是正确的),所以左端量气管内气体体积必须增大(正确),所以左端液 面必须下降(正确),所以右端液面应上升(错误),所以应将右端水准管上移 (错误)。错误的原因在于实际情况是:当右管下移时,左管液面会同时下降(但 比较缓慢);当右管上移时,左管液面会同时上升(缓慢上升)。因为最关键点 在于乳胶软管的位置发生了变化,确切地说,是乳胶软管的最低端位置在移动中发生了变化。一旦忽视了这个变化,错误的推理也就产生了。

参考来源:“浦东化学”在线公众号与“华师-高中化学教师QQ

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