關於此實驗
將石灰岩放入反應容器，連接氣體注射器並加入稀酸。改變限量反應物，比較剩餘的碳酸鹽、剩餘的酸和收集到的二氧化碳。開放容器實驗中，同樣的氣體會逸出稱量邊界，而不是進入注射器。
學習目標
- 使用酸與碳酸鹽的二比一反應比。
- 開始實驗前，確定限量反應物。
- 將生成物的物質的量與氣體體積和逸出質量連結起來。
使用方法
- 1連接注射器，並執行預設的石灰岩和酸實驗。
- 2降低酸的濃度，重複實驗並檢查是否有石灰石殘留。
- 3保持石灰石質量不變，提高酸的濃度，並觀察最終產物量的上限。
- 4使用敞口容器重新進行實驗，並將逸出氣體的質量與注射器實驗進行比較。
模型
假設
- 所建模的反應為 CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O。石灰石視為純碳酸鈣，其莫耳質量為 100.0869 g/mol。
- 反應進度依照 1 − exp(-0.045t) 逐漸接近限量，其中時間以秒為單位。模型不考慮粒徑、酸的活性、鈍化及溫度對反應速率的影響。
- 氣體注射器中裝有溫度為 298.15 K、處於所選壓力下的乾燥理想 CO₂，初始空氣可忽略不計，且沒有洩漏。模型不考慮 CO₂ 的溶解，因此不模擬水上集氣。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼酸的體積加倍後，最終氣體體積可能不會加倍？
- Q2容器敞開時，有多少質量會離開裝置？
常見問題
為什麼注射器一開始內部沒有空氣？
這是一種理想的零容積氣體收集器。此模型刻意排除了死體積和空氣稀釋。
還有石灰石殘留，是否代表反應失敗了？
不一定。酸是限量反應物時，出現這種結果是可以預期的。