TN4. Thí nghiệm về tính tan của khí NH₃ trong nước
Quan sát hiện tượng hòa tan nhanh của NH₃ vào nước, giải thích bằng bản chất hóa học và hiện tượng vật lý, hiểu nguyên nhân tạo dòng nước “phun vào” bình khí – hiệu ứng chân không do hòa tan khí, và liên hệ tính tan của các khí khác (HCl, CO₂, SO₂…).
1/ TÊN THÍ NGHIỆM: Thí nghiệm về tính tan của khí NH₃ trong nước
2/ CHUẨN BỊ
- Bình khí ammonia thu sẵn (NH₃), dung dịch phenolphtalein.
- Bình tam giác, ống hút nhỏ giọt, nút cao su có khoan lỗ, chậu thủy tinh.
3/ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
- Đậy bình bằng nút cao su có ống thuỷ tinh vuốt nhọn, đầu vuốt nhọn của ống hướng vào phía trong bình.
- Dùng ngón tay bịt đầu ống dẫn khí và úp ngược bình đầy khí NH₃ vào chậu thủy tinh đựng nước có pha thêm vài giọt dung dịch phenolphtalein. Mở ngón tay.
4/ LINK VIDEO THÍ NGHIỆM
5/ PHÂN TÍCH Ý NGHĨA TỪNG BƯỚC TIẾN HÀNH
| Bước tiến hành | Mục đích / Ý nghĩa | Phương trình / Giải thích |
|---|---|---|
Chuẩn bị bình khí NH₃, nút cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn. | Tạo hệ kín, đảm bảo NH₃ không thoát ra ngoài (vì rất tan và mùi khai nồng). Đầu ống nhọn giúp dòng nước dễ đi vào khi mở. | Không có phản ứng, đây là bước chuẩn bị vật lý đảm bảo độ kín và định hướng dòng chảy. |
Dùng ngón tay bịt đầu ống, úp ngược bình chứa NH₃ vào chậu nước có pha phenolphthalein. | Tạo điều kiện để nước tiếp xúc trực tiếp với khí NH₃. Phenolphthalein là chỉ thị màu giúp nhận biết môi trường base hình thành khi NH₃ tan. | Không có phản ứng ngay; chuẩn bị cho quá trình hòa tan NH₃ → dung dịch NH₄OH kiềm yếu. |
Mở ngón tay khỏi đầu ống dẫn. | Cho phép nước tràn vào bình do áp suất giảm khi NH₃ tan. | NH₃ tan mạnh → áp suất trong bình giảm đột ngột → nước bị hút mạnh vào tạo “dòng phun”. Đồng thời, môi trường base làm phenolphthalein chuyển hồng: |
6/ NHẬN XÉT VÀ GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG
➤ Khi mở ngón tay, nước phun mạnh vào bình khí NH₃ tạo dòng xoáy. Dung dịch trong bình chuyển màu hồng do phenolphthalein trong môi trường base. Sau một thời gian, hiện tượng dừng lại khi áp suất trong và ngoài cân bằng.
➤ Giải thích
– NH₃ có độ tan rất lớn trong nước (ở 20°C: 1 L nước hòa tan ~700 L khí NH₃).
– Khi NH₃ tan, thể tích khí trong bình giảm → áp suất trong bình giảm → nước bị hút mạnh vào (hiện tượng phun).
– Phản ứng kèm theo:
– Dung dịch trở nên base làm phenolphthalein đổi màu hồng.
➤ Nước trong chậu phun mạnh vào bình và từ không màu chuyển sang màu hồng.
➤ Khí NH3 tan mạnh trong nước làm áp suất trong bình giảm mạnh và nước ở ngoài chậu tràn vào trong bình.
