Trình bày thí nghiệm chứng minh thành phần không khí gồm khoảng 1/5 là Oxi và 4/…
Các em có bao giờ thắc mắc thành phần của không khí là gì không? Trong bài học trước, chúng ta đã được giới thiệu rằng không khí không phải là một chất tinh khiết mà là một hỗn hợp khí. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau làm một thí nghiệm rất hay để chứng minh rằng trong không khí có chứa khoảng 1/5 là khí oxi và 4/5 là khí nitơ.
Bây giờ, chúng ta hãy cùng đi vào phần trình bày chi tiết thí nghiệm nhé.
THÍ NGHIỆM: CHỨNG MINH THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ
Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh thành phần của không khí, cụ thể là tỉ lệ thể tích của khí oxi và khí nitơ.
Hóa chất và dụng cụ:
– Một cốc thủy tinh có vạch chia thể tích (hoặc một bình chia độ).
– Một ống nghiệm hoặc một bình thủy tinh.
– Một dây kim loại có gắn một mẩu than củi hoặc một mẩu lưu huỳnh.
– Một que diêm hoặc bật lửa.
– Một chậu nước.
– Không khí (được lấy trong ống nghiệm hoặc bình thủy tinh).
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Chuẩn bị không khí.
– Lấy một ống nghiệm hoặc một bình thủy tinh khô, sạch. Chúng ta sẽ coi lượng không khí chứa trong ống nghiệm/bình thủy tinh này là 1 đơn vị thể tích để tiện theo dõi.
– Đậy kín ống nghiệm/bình thủy tinh bằng nút để giữ lượng không khí bên trong.
Bước 2: Đốt cháy vật liệu.
– Lấy một mẩu than củi hoặc lưu huỳnh gắn vào đầu dây kim loại.
– Dùng que diêm hoặc bật lửa đốt nóng đầu dây kim loại để vật liệu cháy đỏ.
– Nhanh chóng cho vật liệu đang cháy vào trong ống nghiệm/bình thủy tinh chứa không khí.
– Ngay lập tức đậy chặt nút lại để khí cháy không thoát ra ngoài và để sản phẩm cháy (nếu có) tiếp xúc với không khí bên trong.
Giải thích thêm: Trong phản ứng này, chúng ta sử dụng chất có khả năng phản ứng mạnh với oxi trong không khí. Than củi (chủ yếu là cacbon) hoặc lưu huỳnh sẽ cháy trong oxi tạo ra các khí mới.
Bước 3: Quan sát hiện tượng.
– Quan sát xem vật liệu cháy như thế nào trong ống nghiệm. Các em sẽ thấy vật liệu cháy sáng hoặc bùng lên.
– Quan sát sự thay đổi của lượng nước dâng lên trong ống nghiệm sau khi phản ứng kết thúc và nguội đi.
Giải thích thêm: Khi đốt cháy than củi hoặc lưu huỳnh trong không khí, khí oxi sẽ tham gia phản ứng và bị tiêu thụ. Sản phẩm của phản ứng này là cacbon đioxit (CO2) đối với than củi hoặc lưu huỳnh đioxit (SO2) đối với lưu huỳnh. Hai khí này ở điều kiện thường tan rất ít trong nước hoặc tỉ lệ thể tích của chúng so với không khí còn lại là nhỏ.
Bước 4: Theo dõi sự thay đổi thể tích.
– Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn và hệ thống nguội hẳn về nhiệt độ ban đầu, chúng ta sẽ cẩn thận nhúng miệng ống nghiệm/bình thủy tinh vào chậu nước đã chuẩn bị.
– Quan sát mực nước dâng lên trong ống nghiệm/bình thủy tinh.
Kết quả quan sát và nhận định:
Sau khi làm thí nghiệm, các em sẽ thấy:
– Vật liệu cháy sáng/bùng lên trong ống nghiệm.
– Quan trọng nhất là các em sẽ quan sát thấy mực nước dâng lên trong ống nghiệm/bình thủy tinh, chiếm khoảng 1/5 thể tích ban đầu của ống nghiệm/bình.
Giải thích kết quả:
– Việc vật liệu cháy cho thấy có một chất khí trong không khí đã tham gia phản ứng và duy trì sự cháy. Chất khí đó chính là khí oxi.
– Lượng nước dâng lên trong ống nghiệm chiếm khoảng 1/5 thể tích ban đầu là do lượng khí oxi trong không khí đã bị tiêu thụ hết trong phản ứng.
– Phần còn lại của không khí trong ống nghiệm, chiếm khoảng 4/5 thể tích ban đầu, chủ yếu là khí nitơ. Khí nitơ không tham gia vào phản ứng này ở điều kiện thường, do đó thể tích của nó không thay đổi.
Kết luận:
Qua thí nghiệm này, chúng ta có thể kết luận rằng:
– Thành phần của không khí bao gồm khoảng 1/5 thể tích là khí oxi.
– Thành phần của không khí bao gồm khoảng 4/5 thể tích là khí nitơ.
– Ngoài ra, không khí còn chứa một lượng nhỏ các khí khác như cacbon đioxit, hơi nước và các khí hiếm. Tuy nhiên, trong thí nghiệm này, chúng ta tập trung chứng minh tỉ lệ chính của oxi và nitơ.
Lưu ý: Để thí nghiệm có kết quả chính xác, chúng ta cần đảm bảo vật liệu cháy đủ để phản ứng hết với lượng oxi trong ống nghiệm, và các sản phẩm khí sinh ra không bị thất thoát ra ngoài.
Hy vọng qua thí nghiệm này, các em đã hiểu rõ hơn về thành phần của không khí. Cô tin rằng với sự tò mò và ham học hỏi, các em sẽ còn khám phá thêm nhiều điều thú vị nữa trong môn Hóa học.
Cảm ơn các em đã chú ý lắng nghe!
Chuẩn bị một chậu nước và một bình chia làm năm phần bằng nhau (theo các khoảng từ dưới lên), đáy trên của bình này có thể tháo rời, phần tháo rời xuyên qua một muỗng hoá chất. Cắm bình vào chậu nước sao cho mức nước chạm vạch số 1 từ dưới lên. Lấy một lượng photpho (đầy muỗng), đốt cháy ngoài không khí rồi đưa vào bình, đậy nắp (photpho không chạm nước). Sau khi lửa tắt thấy nước trong bình dâng lên vạch 2. Chứng tỏ không khí chiếm 1/5 thể tích oxi. Khí còn lại trong bình không màu, không mùi, làm tắt que đóm, không làm đục nước vôi nên là khí nitơ. Vậy nitơ chiếm 4/5 thể tích.