이 실험 소개
석회암을 반응 용기에 넣고 가스 시린지를 연결한 다음 묽은 산을 넣으세요. 제한 반응물이 바뀔 때 남은 탄산염, 남은 산, 포집된 이산화탄소를 비교하세요. 개방 용기 실험에서는 같은 기체가 시린지에 들어가는 대신 계량 경계 밖으로 빠져나갑니다.
학습 목표
- 산과 탄산염의 2:1 반응비를 사용하세요.
- 실험을 시작하기 전에 제한 반응물을 확인하세요.
- 생성물의 몰수를 기체 부피 및 빠져나간 질량과 연결하세요.
사용 방법
- 1시린지를 연결하고 석회암과 산을 사용한 기본 실험을 실행하세요.
- 2산의 농도를 낮추고 다시 실험한 뒤 석회석이 남아 있는지 확인하세요.
- 3석회석의 질량을 일정하게 유지하면서 산의 농도를 높이고 최종 생성물의 한계량을 관찰하세요.
- 4개방 용기를 사용해 다시 실험하고 빠져나간 기체의 질량을 주사기를 사용한 실험과 비교하세요.
모델
가정
- 모델링된 반응은 CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O입니다. 석회석은 몰 질량이 100.0869 g/mol인 순수한 탄산칼슘으로 간주합니다.
- 반응 진행량은 시간을 초 단위로 할 때 1 − exp(-0.045t)에 따라 한계량에 가까워집니다. 입자 크기, 산의 활성도, 부동태화 및 온도가 반응 속도에 미치는 영향은 제외됩니다.
- 가스 주사기에는 초기 공기가 거의 없고 누출도 없는 상태로, 선택한 압력에서 298.15 K의 건조한 이상 기체 CO₂가 들어 있습니다. CO₂의 용해는 제외하므로 물 위에서 기체를 포집하는 방식은 모델링하지 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1산의 부피를 두 배로 늘려도 최종 기체 부피가 두 배가 되지 않을 수 있는 이유는 무엇인가요?
- Q2용기가 열려 있을 때 장치에서 빠져나가는 질량은 얼마인가요?
자주 묻는 질문
주사기 내부에 공기가 없는 상태로 시작하는 이유는 무엇인가요?
이상적인 무용적 기체 포집기입니다. 이 모델에서는 사체적과 공기에 의한 희석을 의도적으로 제외했습니다.
석회석이 남아 있는 것은 반응이 실패했다는 증거인가요?
반드시 그런 것은 아닙니다. 산이 제한 반응물일 때 예상되는 결과입니다.