Trong không khí, ngoài khí oxi ra còn có các chất khí khác. Đó là những khí nào và chúng đã hỗn hợp với nhau theo tỉ lệ nào về thể tích? Khám phá ra điều đó rất cần những thí nghiệm phức tạp mới có thẻ minh chứng được. Chính nhà bác học Lavoisier đã làm hàng loạt thí nghiệm và khẳng định ngoài khí oxi, trong không khí còn có nhiều loại khí khác nữa, chúng hòa trộn với một tỉ lệ nhất định.
Năm 1774, Lavoisier khi làm thí nghiệm đốt nóng kim loại trong bình kín đã có một phát minh mới vô cùng quan trọng, đó là khi biến thành một chât khác, kim loại đã hấp thu một trọng lượng gần bằng 1/5 không khí trong bình. Từ đó, ông đã di đến kết luận rằng trong quá trình biến đổi hóa học, kim loại đã hấp thu một thành phần nào đó của không khí mà thành phần đó bằng đúng 1/5 trọng lượng không khí chứ không hề có chất gì gọi là nhiên tố cả. Và chính thí nghiệm trên của Lavoisier đã chứng minh được rằng sự cháy là sự kết hợp của kim loại và một thành phần của không khí mà về sau ông gọi là oxi.
Chúng ta hãy làm những thí nghiệm sau đây:
– Đồ dùng thí nghiệm gồm:
+ Ong trụ 1: gồm 2 ống trong suốt, có kích thước 080 mm dài 200 mm, một đầu kín, một đầu hở. Đầu kín có một lỗ tròn được đậy bằng nắp 030 mm. Thân ống chia vạch 10 mm (2 màu đen và trắng).
+ Ong trụ 2: 1 ống trong suốt, có kích thước 80 mm dài 120 mm, một đầu kín, một đầu hở. Đầu kín có một lỗ tròn được đậy bằng nắp 030 mm. Thân ông chia vạch 10 mm (2 màu đen và trắng).
+ Khay: Kích thước miệng khoảng 173 X 134 mm, đáy 150 X 110 mm, cao 68 mm.
+ Đĩa đèn: Kích thước miệng khoảng 57 mm, đáy 59 mm, cao 9 mm.
Thực hành thí nghiệm:
Đặt ống thủy tinh không đáy vào chậu thủy tinh. Trên thành ông có 6 vạch ngang, cách đều nhau. Rót nước vào chậu cho đến khi mực nước dâng tới vạch thứ nhất của ống.
Lấy một ít photpho đỏ và đốt cháy trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đưa nhanh photpho đang cháy vào ông thủy tinh và đậy miệng ống bằng nút cao su.
Trong khi photpho cháy, mực nước trong ống thủy tinh dâng cao dần. Đến khi photpho tắt (vẫn còn photpho), tất cả khí oxi có trong ống đã tác dụng với photpho sinh ra P2O5, chất này tan trong nước. Khi nhiệt độ trong ông thủy tinh bằng nhiệt độ bên ngoài, ta thây mực nước trong ống dâng đến vạch thứ hai.
Dễ dàng xác định được thể tích khí oxi bằng 1/5 thể tích không khí trước khi làm thí nghiệm. Chất khí còn lại trong ông không duy trì sự cháy, không làm đục nước vôi, đó là khí nitơ. Khí nitơ chiếm 4/5 thể tích không khí.
Tóm lại, không khí là một hỗn hợp khí trong đó oxi chiếm khoảng 1/5 thể tích, hoặc chính xác hơn, oxi chiếm 21% thể tích không khí, phần còn lại hầu hết là khí nitơ (78%) và 1% các khí khác (khí cacbonic, hơi nước, khí hiếm,…)
Qua thí nghiệm này, chúng ta có thể rút ra kinh nghiệm: sự oxi hóa có tỏa nhiệt và phát sáng. Trong điều kiện nhất định, sự oxi hóa có thể chuyển thành sự cháy. Đó là sự tự bốc cháy. Vì thế để dập tắt sự cháy, chúng ta cần để ý đến điều kiện phát sinh và các biện pháp:
– Các diều kiện phát sinh sự cháy là: chất phải nóng đến nhiệt độ cháy; phải có đủ khí oxi cho sự cháy.
– Nên muôn dập tắt sự cháy, cần thực hiện một hay đồng thời cả hai biện pháp sau: hạ nhiệt độ của chất cháy xuống dưới nhiệt độ cháy; cách li chất cháy với khí oxi.
Thực hành một thí nghiệm hóa học là bài học khó, cần độ chính xác, tính cẩn thận và ý thức cao của mỗi học sinh trong giờ thực hành. Bởi thế, mỗi khi đến phòng thí nghiệm để thực hành, các bạn nhớ phải cẩn thận làm theo lời thầy dặn để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong học tập nhé.
