با انجام این آزمایش نتیجه جالبی به‍‌دست آمد که اثبات یک تئوری است
احتیاط: بخارات گازی اسید هیدروکلرید و آمونیاک تحریک‌کننده هستند و قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باید اجتناب شود.
مشاهده علمی شماره 66
مقدمه
از واکنش دو مادهی گازی کلر (Cl2) با هیدروژن (H2)، مادهی گازی شکل هیدروژن کلرید (HCl) تولید می‌شود این واکنش در حضور نور ماورابنفش انجام می‌شود. از طرفی می‌دانیم که ملکول آب که به‌صورت مایع است نیز حاصل واکنش دو نوع گاز یعنی دو ملکول هیدروژن (H2) با یک ملکول اکسیژن(O2) است. در این مقاله قصد ما تهیه‌ی یک مادهی جامد از دو مادهی گازی شکل است. با انجام این آزمایش نتیجه جالبی به‍‌دست آمد که اثبات یک تئوری است [1].
شرح آزمایش
از واکنش دو مادهی گازی هیدروژن کلرید (HCl) و آمونیاک (NH3) مادهی جامد آمونیوم کلرید (NH4Cl) تهیه می‌کنیم. این واکنش از تعادل 1-1 پیش می‌رود.
به آمادگی خاصی برای تولید این مادهی جامد احتیاج نیست، تنها به دو بطری حاوی محلول‌های اسید هیدروکلرید غلیظ و آمونیاک غلیظ احتیاج است. اما این آزمایش باید در نهایت دقت و امکانات انجام شود.
به محض باز کردن در دو بطری حاوی محلول‌های آمونیاک و اسید هیدروکلرید غلیظ در مجاورت هم، بلافاصله دود سفید رنگی از آمونیوم کلرید تولید می‌شود که در تصویر میتوانید این دود سفید را در پس زمینه سیاه ببینید. این دود سفید به‌صورت ذرات ریز جامد معلقی قابل رویت است.
|
احتیاط: بخارات گازی اسید هیدروکلرید و آمونیاک تحریک‌کننده هستند و قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باید اجتناب شود.
|
بحث
نکته‌ی جالب اینکه به نظر می‌رسد تراکم ابر سفید قارچی شکل آمونیوم کلرید اطراف بطری حاوی محلول اسید هیدروکلرید غلیظ خیلی بیشتر است. برای اطمینان از این مشاهده آزمایش را طور دیگری انجام می‌دهیم.
در دو ارلن مایر 25 میلی‌لیتری به‌طور جداگانه حدود 15میلی‌لیتر اسید هیدروکلرید غلیظ و آمونیاک غلیظ ریخته و درب آن با چوب پنبه محکم شد، دو ارلن مایر در فاصله ی 25 سانتی‌متری از هم قرار گرفتند. به محض باز کردن درب دو ارلن مایر، تعادل برقرار شد و ابر سفید قارچی شکل آمونیوم کلرید اطراف ارلن مایر محتوی اسید هیدروکلرید غلیظ مشاهده شد.
نتیجه‌گیری:
براساس قانون مولکولی نفوذ گراهام (Graham's law Diffusion)، سرعت انتشار گازهای گوناگون از یک غشای متخلخل، با ریشه‌ی دوم جرم مولی آن بستگی عکس دارد [2]. براساس این قانون، میتوان مخلوطی از گازها با چگالی ناهمسان را از هم جدا کرد. از آنجا که جرم مولی اسید هیدروکلرید دو برابر آمونیاک است بنابراین آمونیاک چهل درصد سریع‌تر از اسید هیدروکلرید منتشر می‌شود. این به این معنی است که گاز آمونیاک خیلی سریع خود را به بطری اسید هیدروکلرید می‌رساند قبل از اینکه گاز هیدروکلرید شانس آن را پیدا کند که به بطری حاوی آمونیاک برسد و تعادل 1-1 در دهانه‌ی بطری حاوی اسید هیدروکلرید غلیظ انجام می‌شود. به همین خاطر بود که ابر سفید غلیظ آمونیوم کلرید اطراف ارلن مایر حاوی اسیدهیدروکلرید ظاهر شد.
قانون ملکولی نفوذ گراهام
منبع:
1. http://chemdemos.uoregon.edu/
2. http://www.citycollegiate.com/grahams_lawXI .htm
نویسنده: عاطفه قویدست
دانشجوی دکتری شیمی آلی
دانشگاه گیلان