99 (48)

3. OTRZYMYWANIE GAZÓW Z ROZTWORÓW

Gazy z roztworów najczęściej otrzymujemy w wyniku podgrzewania nasyconych lub bardzo stężonych roztworów wykorzystując zjawisko zmniejszania się rozpuszczalności gazu w wodzie ze wzrostem temperatury roztworu.

W ten sposób w laboratorium łatwo można otrzymać gazowy amoniak. Wystarczy bowiem ogrzewać stężony 25% roztwór wodny amoniaku, czyli tzw. wodę amoniakalną, aby otrzymać pewną ilość amoniaku gazowego. W podobny sposób można otrzymać chlorowodór ze stężonego kwasu solnego. Ponieważ rozpuszczalność tych gazów w wodzie jest dosyć duża, najczęściej wydajność tego procesu, a zatem i ilość otrzymanego gazu jest wystarczająca. Zwiększenie wydajności można osiągnąć odpędzając gazowy amoniak po dodaniu do wody amoniakalnej mocnej zasady, a chlorowodór z kwasu solnego z dodatkiem nielotnego kwasu np. H₂S0₄.

Podobnymi metodami można otrzymywać w laboratorium również i inne gazy, jak: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki czy tlen.

Inną metodą otrzymywania gazów z cieczy jest rozkład termiczny roztworów wodnych niektórych substancji. Na przykład azot można otrzymać przez ogrzewanie stężonych roztworów azotanu(III) amonu:

Rys. XI-3. Zbieranie gazów: a) trudno rozpuszczalnych w wodzie: 1 — wanienka pneumatyczna, 2 — rurka doprowadzająca, 3 — cylinder; b) rozpuszczalnych w wodzie: 1 — lżejszych od powietrza (NH₃), 2 — cięższych od powietrza (S0₂)

Do metod otrzymywania gazów z cieczy należy również zaliczyć odwodnienie cieczy, np.:

HCOOH

H₂S0₄ stęż. ->

h₂o + co.

Odrębną metodą otrzymywania gazów z roztworów jest elektroliza wodnych roztworów kwasów, zasad i soli. Metodą elektrolityczną otrzymuje się z wodnych roztworów kwasów tlenowych i ich soli sodowych lub potasowych tlen i wodór, natomiast z roztworów chlorku sodu lub kwasu solnego otrzymuje się wodór i chlor.

Wydzielające się gazy cięższe od powietrza można zbierać wprost w otwartych cylindrach, podobnie jak ciecze, lżejsze od powietrza — w cylindrach odwróconych do góry dnem. Gazy bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie najczęściej zbiera się nad wodą w wanience pneumatycznej (rys. XI-3).

4 PRZYKŁADY OBLICZEŃ OBJĘTOŚCI WYDZIELAJĄCYCH SIĘ GAZÓW

W normalnych warunkach temperatury i ciśnienia¹ objętość 1 mola większości gazów jest w przybliżeniu taka sama i wynosi średnio 22,4 dm³/mol.

Znając masę lub liczbę moli gazu można z objętości molowej obliczyć jego objętość w warunkach normalnych, gdyż objętość gazu

V = 22,4 [dm³/mol] -n[mol]

gdzie n — liczba moli gazu.

Przykład 1

Jaką objętość w warunkach normalnych zajmie wodór otrzymany w wyniku działania kwasem siarkowym(YI) na 6,34 g cynku?

195

1

Normalne warunki: temperatura 273 K, ciśnienie 101 325 Pa; dawniej określano jako T = 0°C, p = 1 atm.