今天紐瑞德小編月月為大家?guī)?lái)一個(gè)有趣的化學(xué)小實(shí)驗(yàn)，來(lái)分析一下逸散定律。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)氯化氫溶液和液氨溶液的混合，發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而觀(guān)察進(jìn)行的。透過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們就能清楚地瞭解混合氣體的現(xiàn)象，同時(shí)，也以定性分析理論解釋清楚實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

  1.述擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如下：

  2.用二個(gè)棉花塞住玻璃管的兩端開(kāi)口，其中一團(tuán)棉花吸滿(mǎn)氨水(NH3)，另一個(gè)棉花吸滿(mǎn)氯化氫（HCl鹽酸），這二團(tuán)棉花同時(shí)放到玻璃管的兩端。幾分鐘后，氨分子遇到氯化氫分子，就會(huì)出現(xiàn)一圈白色的氯化氨 (NH4Cl)：

  NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)

  3.氣體穿越玻璃管的時(shí)間慢得令人驚訝，因?yàn)檎绽碚f(shuō)，在25°C下，氯化氫（HCl）和氨(NH3)分子的移動(dòng)速率大約每秒450到660公尺。

  4.那為什麼需要花好幾秒鐘，「氨NH3」和「氯化氫HC」分子才相遇呢？

  5.答案是玻璃管裡面含有空氣，所以，在穿越玻璃管的過(guò)程中，「NH3」和「HCl」必須經(jīng)歷與「O2」和「N2」分子無(wú)數(shù)次的碰撞。

  6.雖然這些碰撞會(huì)大大減慢它們穿過(guò)玻璃管的速度，但是，我們還是可以把「NH3」和「HCl」相對(duì)移動(dòng)距離，看成與它們的速度有關(guān)：

  7.不過(guò)，仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)顯示，以上的預(yù)測(cè)并不完全正確，依據(jù)觀(guān)察所得的距離比是1.3，不是像格拉漢預(yù)測(cè)的1.5。

  8.這個(gè)差異并不是因?yàn)榉肿觿?dòng)力理論或是格拉漢定律錯(cuò)誤，而是因?yàn)闅怏w在擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的移動(dòng)，并不像在逸散實(shí)驗(yàn)裡那樣單純。

  9. 擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的「氨氣NH3」和「氯化氫HCl」氣體，要穿越玻璃管的時(shí)候，會(huì)跟管內(nèi)的氣體短兵相接，產(chǎn)生碰撞。

  10.因?yàn)椤赴睔釴H3」跟「氯化氫HCl」分子與「氮?dú)釴2」與「氧氣O2」分子碰撞無(wú)數(shù)次，移動(dòng)速度不得不減慢，所以，「氨氣NH3」跟「氯化氫HCl」的速率，不完全等于它們的分子速率。

  11.速率愈快，分子碰撞的次數(shù)愈多，結(jié)果阻礙的氣體分子的移動(dòng)。因?yàn)椤赴睔狻沟姆肿恿勘容^小(因此速率較快)，所以它移動(dòng)的時(shí)候受到分子碰撞的阻礙，遠(yuǎn)比「氯化氫」氣體多。

  12.所以，「氨氣」分子遇到「氯化氫」的「移動(dòng)距離」，比格拉漢定律預(yù)期的「移動(dòng)距離」短。(依據(jù)格拉漢定律，「氨氣」移動(dòng)距離與「氯化氫」移動(dòng)距離的比值是1.5)。

  13.雖然我們只討論一個(gè)「定性分析qualitative treatment」的實(shí)驗(yàn)范例，但是透過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們就能清楚地瞭解混合氣體的現(xiàn)象，同時(shí)，也以定性分析理論解釋清楚實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

  研析心得：

  1.格拉漢從錯(cuò)綜複雜的氣體現(xiàn)象中，歸納出逸散定律的結(jié)論。而擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，在驗(yàn)證格拉漢定律時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況與定律的誤差：氨氣分子跑的距離，比定律所估計(jì)的距離短，為什麼？

  2.首先檢查，氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的情況，與格拉漢逸散實(shí)驗(yàn)有什麼不同？

  3.氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的玻璃管裡，充滿(mǎn)空氣，可是格拉漢逸散實(shí)驗(yàn)，是由充滿(mǎn)空氣的隔間，穿過(guò)孔洞，到一個(gè)真空的隔間。

  4.依據(jù)勒沙特列原理，格拉漢逸散實(shí)驗(yàn)中，裝滿(mǎn)空氣的隔間內(nèi)的氣體分子，應(yīng)該會(huì)拼命往，完全沒(méi)有氣體的真空隔間方向鉆。

  5.也就是所有的氣體，猶如水受到地心引力，往排水孔流失，氣體分子會(huì)受真空孔洞的吸引，拼命往牆壁上的孔洞鉆。

  6.但是，擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的氣體，卻不是這樣。玻璃管，塞了氨水棉花的一端，氨氣濃度非常高，按照勒沙特列原理，會(huì)逐漸地往濃度低的方向移動(dòng)，也就是氯化氫棉花的方向移動(dòng)。

  7.而塞了氯化氫的棉花那一端，氯化氫的濃度非常高，同樣會(huì)往濃度低的方向移動(dòng)，也就是氨水棉花的方向移動(dòng)。

  8.這二種不同的實(shí)驗(yàn)情況，怎麼影響氣體粒子的移動(dòng)速率呢？

  9.第一、在擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，氯化氫分子或氨氣分子在玻璃管中的移動(dòng)，是依據(jù)自己本來(lái)的移動(dòng)方向與速率的慣性往前跑，絕大多數(shù)的分子并不是筆直地往玻璃管另一端跑，而是往四面八方亂跑；有可能先碰撞到上面的玻璃管，再反彈到下面的玻璃管，這樣反彈無(wú)數(shù)次，以曲折的路徑前進(jìn)。

  10.可是，在逸散實(shí)驗(yàn)中的氣體粒子，受到真空孔洞強(qiáng)大引力吸引，圍繞著孔洞的氣體粒子，各自以十分接近直線(xiàn)的路徑穿越孔洞，這樣的移動(dòng)速率一定較快。所以，「擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的玻璃管中的氣體粒子」，移動(dòng)速度應(yīng)該比「逸散實(shí)驗(yàn)中的氣體粒子」慢。

  11.第二、擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的玻璃管本身就有氣體，氯化氫分子和氨分子會(huì)撞擊到其他氣體粒子，造成減速；而其中質(zhì)量較大的氨分子移動(dòng)速率較快，撞擊到其他分子的次數(shù)更多，減速的情況更嚴(yán)重。

  12.但是，逸散實(shí)驗(yàn)中的氣體粒子，從開(kāi)始穿越孔洞開(kāi)始，到進(jìn)入真空隔間的過(guò)程中，幾乎沒(méi)有受到其他氣體的阻礙。所以，逸散實(shí)驗(yàn)中的氣體粒子，一定跑得比較快。

  氣體小常識(shí)：

  氯化氫分子是由一個(gè)氯原子和一個(gè)氫原子組成的。分子式為HCl。氯化氫是無(wú)色而有刺激性氣味的氣體。氯化氫水溶液為鹽酸，純鹽酸為無(wú)色液體，在空氣中冒霧（由于鹽酸有強(qiáng)揮發(fā)性），有刺鼻酸味。

  液氨，又稱(chēng)為無(wú)水氨，是一種無(wú)色液體，有強(qiáng)烈刺激性氣味。液氨主要用于生產(chǎn)硝酸、尿素和其他化學(xué)肥料，還可用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的原料。

  以上2種產(chǎn)品紐瑞德特種氣體具有供應(yīng)，武漢紐瑞德特種氣體公司供應(yīng)高純度氯化氫氣體和氨氣，氣體價(jià)格咨詢(xún)熱線(xiàn)：400-6277-838