Практическая работа 5: определение концентрации по кривым объема газа
Введено| English | Значение |
|---|---|
| gas-volume method/ɡæs ˈvɒljuːm ˈmeθəd/ | метод измерения объёма газа |
| start delay/stɑːt dɪˈleɪ/ | задержка начала реакции |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Кислота большей концентрации может реагировать с магнием быстрее. График объема газа проверяет это предположение, но задержка пробки или утечка могут привести к потере раннего водорода.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- RP5 требует исследования концентрации с использованием как измерения объёма газа, так и изменения цвета или помутнения. В полученной активности с газом равные очищенные полосы магния длиной 3 см реагируют с 50 см³ разведённой соляной кислоты, приготовленной учителем, двух разных концентраций. Водород собирают через отводную трубку в перевернутый заполненный водой мерный цилиндр в ванне. Руководство допускает использование газового шприца в качестве альтернативы. Сформулируйте гипотезу до проведения измерений.
- метод объема газа: мониторинг объема газообразного продукта со временем для исследования скорости реакции; задержка старта: задержка между началом реакции и началом измерения или сбора.
Какое изменение подорвало бы сравнение, основанное только на концентрации?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Тестирование концентрации означает изменение ТОЛЬКО концентрации. Разная масса магния изменила бы и площадь поверхности, и общий газ, поэтому никакую разницу нельзя было бы отнести исключительно к концентрации. Одинаковая температура и одинаковый объём кислоты защищают корректность сравнения.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Установите газоотводную трубку и убедитесь в свободном движении поршня и отсутствии препятствий на пути газа. Добавьте магний, быстро закройте пробкой и начните отсчёт времени. Записывайте объём газа через равные промежутки, например каждые 10 с, пока он не перестанет изменяться. Постройте обе кривые «объём–время» на одних осях и сравните их крутизну в сопоставимые моменты времени. Одинаковые конечные объёмы требуют одинакового количества ограничивающего реагента (магния) и достаточного количества кислоты; реальные потери при сборе или различия в образцах могут изменить зафиксированные плато.
- Проводите утверждённый практический опыт в школе с защитными очками, надёжно закреплённой газоотводной трубкой и без источников зажигания рядом с водородом. Используйте ленты магния одинаковой массы/длины и последовательно удаляйте оксидный слой, соблюдайте одинаковый объём кислоты, начальную температуру и параметры установки. Никогда не закупоривайте газообразующую установку, если из неё нет выхода для газа. Повторяйте опыты по возможности и сравнивайте методы. Сиринг позволяет избежать некоторых проблем сбора воды, но может заедать или пропускать воздух; для сбора в воде необходимы стабильные условия отсчёта и газ должен быть малорастворимым в воде.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: исходные иллюстративные показания показывают 18 см³ через 20 с в опыте с низкой концентрацией и 30 см³ через 20 с в опыте с более высокой концентрацией, оба начинаются с нуля. Средние скорости на конце реакции составляют 0.90 и 1.50 $\dfrac{\text{cm}^3}{\text{s}}$. Последняя скорость выше на этом интервале; отношение равно 1.50/0.90≈1.67. Эти вымышленные значения не являются данными техника из справочника и не означают, что скорость точно следует концентрации в каждой реакции.
Опыт с газом начинается с нуля и собирает 27 см³ за 30 с. Найдите среднюю скорость сбора. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Опыт с газом начинается с нуля и собирает 27 см³ за 30 с. Найдите среднюю скорость сбора.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат составляет 0.9 см³ в секунду. Дано: 27 см^3 собрано за 30 с, начиная с нуля. Средняя скорость = объём / время = 27/30 = 0.9 см^3 в секунду на этом интервале.
Проверьте вывод и его ограничения
- Письменный ответ по графику не может засвидетельствовать участие в практической работе. Не игнорируйте газ, потерянный до закрытия пробкой, не интерпретируйте меньшее собранное плато автоматически как более медленную химию и не используйте unequal pieces of magnesium as a concentration-only test. Метки молярной концентрации указывают на предоставленные растворы; вычисление скорости в моль/с остаётся задачей уровня Higher.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Газ, потерянный до установки пробки, можно игнорировать при оценке кривой объема. Это утверждение ложно: Газ, escaped перед герметизацией пробкой, — это потерянный продукт: зарегистрированная кривая начинается ниже истинного значения, и каждое последующее показание занижено. Оценка метода означает признание систематических потерь, а не их игнорирование.
Обязательный практический опыт 5: исследование зависимости скорости от объёма газа: Установите газоотводную трубку и убедитесь в свободном движении поршня и отсутствии препятствий на пути газа. Добавьте магний, быстро закройте пробкой и начните отсчёт времени. Записывайте объём газа через равные промежутки, например каждые 10 с, пока он не перестанет изменяться. Постройте обе кривые «объём–время» на одних осях и сравните их крутизну в сопоставимые моменты времени. Одинаковые конечные объёмы требуют одинакового количества ограничивающего реагента (магния) и достаточного количества кислоты; реальные потери при сборе или различия в образцах могут изменить зафиксированные плато.
Потеря газа до установки пробки может быть проигнорирована при оценке кривой объема.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Газ, выходящий до того, как пробка герметизирует сосуд, теряется: тогда зарегистрированная кривая начинается ниже истинного значения, и каждое последующее показание занижено. Оценка метода подразумевает признание систематической потери, а не её игнорирование.
Мониторинг объема газообразного продукта во времени для исследования скорости реакции: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
метод измерения объема газа означает мониторинг объема газообразного продукта во времени для исследования скорости реакции.