Эвдиометр
 Закрытый конец эвдиометра | |
| Использование | Измерение объема газа |
|---|---|
| Известные эксперименты | Состав воды |
| изобретатель | Марсилио Ландриани |
| Похожие товары | |
Эвдиометр — которое измеряет изменение объема газовой это лабораторное устройство , смеси в результате физического или химического изменения.
Описание
[ редактировать ]В зависимости от измеряемой реакции устройство может принимать различные формы. В целом он похож на градуированный цилиндр и чаще всего бывает двух размеров: 50 мл и 100 мл. Он закрыт на верхнем конце, а нижний конец погружен в воду или ртуть . Жидкость удерживает пробу газа в цилиндре, а градуировка позволяет измерить объем газа.
Для некоторых реакций две платиновые проволоки (выбранные из-за их нереактивности) помещаются в запаянный конец, чтобы электрическая искра между ними могла возникнуть . Электрическая искра может инициировать реакцию в газовой смеси, а по градуировке на цилиндре можно определить изменение объема в результате реакции. Использование устройства очень похоже на использование оригинального барометра , за исключением того, что газ внутри вытесняет часть используемой жидкости.
История
[ редактировать ]
в 1772 году Джозеф Пристли [1] начал экспериментировать с различными «воздухами», используя свою собственную модернизированную пневматическую ванну , в которой ртуть вместо воды удерживала газы, обычно растворимые в воде. Благодаря этим экспериментам Пристли приписывают открытие многих новых газов, таких как кислород , хлористый водород и аммиак . Он также открыл способ определить чистоту или «качественность» воздуха с помощью «теста азотистого воздуха». Эвдиометр учитывает большую растворимость NO 2 в воде по сравнению с NO, а также реакцию окисления NO в NO 2 кислородом воздуха:
- 2 НО + О 2 → 2 НО 2 .
Некоторое количество воздуха соединяется с NO над водой, и более растворимое соединение NO 2 растворяется, в результате чего оставшийся воздух несколько сжимается в объеме. Чем богаче воздух был кислородом, тем сильнее было сокращение. [2]
Марсилио Ландриани изучал пневматическую химию вместе с Пьетро Москати, когда они пытались количественно оценить качество воздуха с помощью теста Пристли на азотную кислоту. Ландриани использовал пневматический желоб в форме высокого градуированного цилиндра над водой. Поскольку он измерял целебность воздуха, он назвал его эвдиометром. [1] Сотрудник Москати Феличе Фонтана также сконструировал эвдиометр на тех же принципах и количественно оценил полезность воздуха. [3]
С помощью эвдиометра с тестом на азотистый воздух Ян Ингенхауз подтвердил, что пузырьки, выделяемые под водой листьями растений, подвергшимися воздействию солнечного света, были пузырьками кислорода. Его описание фотосинтеза было опубликовано в 1779 году, а в 1785 году он написал об эвдиометрах в Journal de Physique (т. 26, стр. 339). По словам биографа, Ингенхауз указал, что «многие инструменты назывались эвдиометрами, хотя, строго говоря, они не заслуживали этого названия… недоразумения могли существовать, когда не все использовали одни и те же инструменты». [2] : 205
Электрифицированная версия эвдиометра была разработана графом Алессандро Вольтой (1745–1827). [4] итальянский физик, известный своим вкладом в разработку электрических батарей и электричества . [5] Помимо своей лабораторной функции, эвдиометр также известен благодаря использованию в « пистолете Вольта ». [6] Вольта изобрел этот прибор в 1777 году с целью проверки «качественности» воздуха, анализа воспламеняемости газов или демонстрации химического действия электричества. Пистолет Вольта имел длинную стеклянную трубку, закрывающуюся сверху, как у эвдиометра. Два электрода пропускались через трубку и создавали внутри трубки искровой промежуток. Первоначальное использование этого инструмента Вольтой касалось, в частности, изучения болотных газов . Пистолет Вольты был наполнен кислородом и другим газом. Гомогенную . смесь заклеили пробкой Искру можно было бы ввести в газовую камеру с помощью электродов и, возможно, катализировать реакцию статическим электричеством Вольта , используя электрофор . Если бы газы были легковоспламеняющимися , они бы взорвались и увеличили давление в газовой камере. Это давление будет слишком большим и в конечном итоге приведет к взлету пробки в воздух. Пистолет Вольты был сделан либо из стекла, либо из латуни, однако из-за электричества стекло могло взорваться. Обширные исследования Вольты по измерению и созданию электрических токов высокого уровня привели к созданию электрического устройства, вольт , названный в его честь. [7]
В 1785 году Генри Кавендиш с помощью эвдиометра определил долю кислорода в атмосфере Земли.
Этимология
[ редактировать ]Название «эвдиометр» происходит от греческого εὔδιος eúdios , означающего ясный или мягкий, которое представляет собой комбинацию префикса eu- , означающего «добрый», и -dios, означающего «небесный» или «Зевса» (бога неба и атмосферы). ), с суффиксом -метр, означающим «мера». [8] Поскольку эвдиометр первоначально использовался для измерения количества кислорода в воздухе , которого считалось больше в «хорошую» погоду, [9] корень аудио- соответствующим образом описывает аппарат.
Использование
[ редактировать ]
Применение эвдиометра включает анализ газов и определение разницы объемов в химических реакциях. Эвдиометр наполняют водой , переворачивают так, чтобы его открытый конец был обращен к земле (при этом открытый конец удерживают так, чтобы вода не вытекала), а затем погружают в таз с водой. в химическая реакция, Происходит результате которой образуется газ. Один реагент обычно находится в нижней части эвдиометра (который течет вниз, когда эвдиометр перевернут), а другой реагент подвешен на краю эвдиометра, обычно с помощью платиновой или медной проволоки (из-за их низкой реакционной способности ). Когда газ, образовавшийся в результате химической реакции, высвобождается, он должен подняться в эвдиометр, чтобы экспериментатор мог точно определить объем образовавшегося газа в любой момент времени. Обычно человек читает том, когда реакция завершена. Этой процедуры придерживаются во многих экспериментах, включая эксперимент, в котором экспериментально определяют Константа закона идеального газа R.
Эвдиометр по устройству аналогичен метеорологическому барометру . Точно так же эвдиометр использует воду для выпуска газа в трубку эвдиометра, преобразуя газ в видимое, измеримое количество. Правильное измерение давления при проведении этих экспериментов имеет решающее значение для расчетов, связанных с уравнением PV = nRT , поскольку давление может изменить плотность газа. [10]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б "Эвдиометр". IMSS из музея Галилея
- ^ Jump up to: а б Гердт Магиелс (2009) От солнечного света к пониманию. Ян ИнгенХаус, открытие фотосинтеза и науки в свете экологии , Глава 5: Важнейший инструмент: взлет и падение эвдиометра, страницы = 199-231, VUB Press ISBN 978-90-5487-645-8
- ^ Селла, Андреа (30 января 2015 г.). «Эвдиометр Ландриани» . Химический мир . Королевское химическое общество . Проверено 19 февраля 2020 г.
- ^ Берк, Джеймс (1978). Соединения . Бостон: Литтл, Браун. стр. 178–9 . ISBN 0-316-11681-5 .
- ^ « Вольта: пионер электрохимии». 13 января 2008 г.» .
- ^ "Аппарат для натурфилософии Пистолет Вольты" . Томас Б. Гринсдейл-младший. 17 января 2008 г.
- ^ «Эвдиометр» .
- ^ "Эвдиометр". Словарь Нового Света. 2-е изд. 1979.
- ^ "Эвдиометр". Новый Оксфордский американский словарь. 2-е изд. 2006 г.
- ^ «Карлтонская общеобразовательная государственная средняя школа» . Архивировано из оригинала 24 января 2008 г. Проверено 14 января 2008 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]
- Магеллан, Дж. Х. Де. (2007) Описание стеклянного аппарата для приготовления минеральных вод, подобных устройствам Пирмота, Спа, Зельцера и т. д., за несколько минут и с очень небольшими затратами: вместе с описанием некоторых новых эвдиометров , Inman Press.
- Марсет, Уильям (1888) «Новая форма эвдиометра», Труды Лондонского королевского общества 44: 383-387.
- Осман, Вашингтон (1958) «Алессандро Вольта и эвдиометр горючего воздуха», Annals of Science , том 14, номер 4: 215–242 (28).
- Уикс, WH (1828) Мемуары об универсальном портативном эвдиометре: аппарате, разработанном с учетом оперативного удобства и точности результатов в исследованиях по философской химии , издательство TE Stow.