Emelt kémia érettségi,7. kísérletnek mi a magyarázata?

A 7. kísérlet az ammónia szökőkút. Az ammóniaoldat melegítésének hatására ammónia távozik az oldatból, mivel melegítés hatására az alábbi egyensúlyi reakció az ammóniaképződés irányába tolódik el: NH3 + H2O = NH4+ + OH-. Az ammónia moláris tömege (17 g/mol) kisebb, mint a levegő átlagos moláris tömege (29 g/mol), melyből egyenesen következik, hogy sűrűsége is kisebb, mint a levegőé. Ezért szájával lefelé fordított gömblombikban tudjuk felfogni.

A vízzel töltött üvegkádba fenolftaleint cseppentve változást nem tapasztalunk, mivel a fenolftalein a lúgos kémhatás kimutatására alkalmas. Desztillált víz esetén a kémhatás semleges. Mikor a gömblombikot a kádba állítjuk és pár cseppet juttatunk bele, majd összerázzuk, a lombikban a nyomás lecsökken. Ennek az az oka, hogy az ammónia remekül oldódik vízben. Már ekkor megfigyelhető a fenolftalein színe, mivel az ammóniás víz kémhatása lúgos lesz: NH3 + H2O = NH4+ + OH- a keletkező hidroxidionok miatt. Mikor a lombikot újra a kádba helyezzük a korábban lecsökkent nyomás következtében szökőkútszerűen víz lövell a lombikba, s mivel ez fenolftaleines, a vízsugár lila lesz.

Hidrogén-kloriddal a fenolftalein nem mutatna színreakciót. Ehhez olyan indikátor kell, mely a savas kémhatást mutatja ki. Pl. metil-narancs, univerzál.

A 9. kísérlet egyensúly vizsgálat. Zárt térben a nitrogén-dioxid dimerizálódik az alábbi egyensúlyra vezető reakcióban: 2NO2 = N2O4. A NO2 színe vörösbarna, míg a N2O4 színtelen. A dimerizáció exoterm folyamat, vagyis hőfelszabadulással jár. A Le Chatellier-Braun elvből következik, hogy hőmérsékletcsökkenés az exoterm iránynak kedvez. Ez esetben tehát a hűtés hatására N2O4 fog keletkezni javarészt, melynek következtében a gázelegyünk színe fakul.

Az összepréselés hatására a nyomás csökken. A nyomásváltozás gázok esetében csak akkor befolyásolja az egyensúlyt, ha a folyamat mólszámváltozással (=térfogat (Avogadro)) jár. Az előbbi elvből következik, hogy a a rendszer úgy próbálja hárítani a hatást (nyomásnövelés), hogy minél kevesebb részecske legyen a zárt térben, azaz az egyensúly a mólszámcsökkenés irányába tolódik el. A gázelegy ismét fakul.