Определение молярной массы эквивалента металла лабораторная работа

Обновлено: 04.10.2024

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ
ЭКВИВАЛЕНТОВ МЕТАЛЛОВ

Цель работы – ознакомление с понятием эквивалент вещества и методикой расчета молярной массы эквивалентов по закону эквивалентов.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Моль эквивалентов вещества (эквивалент) - это такое его количество, которое взаимодействует с одним молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Моль эквивалентов водорода равен одному 1 моль.

Чтобы определить эквивалент вещества надо исходить из конкретной реакции, в которой участвует данное вещество.

Одному молю атомов водорода соответствует ½ моля магния, ½ моля MgSO ₄ и ½ H ₂ SO ₄ .

Э ( Mg ) = ½ моля, Э ( MgSO ₄ ) = ½ моля, Э( H ₂ SO ₄ ) = ½ моля.

Э ( NaOH ) = 1 моль , Э (Na₂SO₄) = ½ моля .

Э ( О₂) = ¼ моля, Э(Н₂О) = ½ моля.

Массу 1 моля эквивалентов называют молярной массой эквивалентов (эквивалентная масса М_Э). Исходя из понятия моля эквивалентов и эквивалентной массы, для расчета молярной массы эквивалентов вещества можно использовать формулы:

для простого вещества

Для сложного вещества

М _А- атомная масса элемента

М – молярная масса вещества

В - валентность элемента или функциональной группы

n - количество функциональных групп.

Для оснований функциональной является гидроксогруппа (ОН‾), для кислот ион водорода (Н + ), для солей ион металла.

Рассчитать молярную массу эквивалентов сульфата алюминия.

Для газообразных веществ удобнее пользоваться понятием объем моля эквивалентов (эквивалентный объем). Согласно закону Авогадро моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра (молярный объем, V _М ). Исходя из этого можно рассчитать эквивалентный объем любого газа ( V _Э ). Например V _Э (Н ₂ )=11,2 л, V _Э (О₂)=5,6 л.

Все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах в соответствии с законом эквивалентов:

Массы (объемы), участвующих в реакции веществ, пропорциональны их эквивалентным массам (эквивалентным объемам).

Из закона эквивалентов следует, что число молей эквивалентов участвующих в реакции веществ одинаковы.

Эквивалент вещества может измениться в зависимости от условий реакций.

1 экв . 1 экв . 1 экв . 1 экв .

М_Э ( NaOH ) = М ( NaOH ) = 40 г / моль

2 экв . 2 экв . 2 экв . 2 экв .

1 экв . 1 экв . 1 экв . 1 экв

2 экв . 2 экв . 2 экв . 2 экв

Молярная масса эквивалентов металла равна 56 г/моль. Какой объем кислорода (н.у.) образуется при разложении 1,28 г оксида этого металла.

Согласно закону эквивалентов:

Оксид металла это соединение металла с кислородом, поэтому молярная масса эквивалентов оксида представляет собой сумму:

М _Э( оксида) = М_Э(металла) + М_Э(О₂) = 56 + 8 = 64 г/моль

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Приборы и реактивы: прибор для измерения объема водорода, кислота соляная ( W = 20%), цинк гранулированный.

Сущность опыта заключается в определении объема водорода, выделившегося при взаимодействии цинка с кислотой и расчете эквивалентной массы цинка по закону эквивалентов.

Описание работы:

Определение эквивалентной массы цинка по объему вытесненного водорода осуществляется на лабораторной установке (рис.1).

Установка состоит из двух бюреток: рабочей измерительной Б ₁ и уравнительной Б₂, соединенных резиновой трубкой Т и заполненных подкрашенной водой. К рабочей бюретке при помощи газоотводной трубки Г присоединена пробирка П.

Перед началом выполнения опыта необходимо проверить герметичность установки. Для этого пробирку плотно надеть на пробку газоотводной трубки, после чего уравнительную бюретку поднять или опустить на 15-20 см, закрепить ее в этом положении лапками штатива и наблюдать в течение 1-2 минут за положением в ней уровня жидкости. Если за это время уровень воды не изменится, это будет означать, что прибор герметичен, и можно приступать к выполнению работы.

Для удобства отсчета объема выделившегося водорода перед началом работы жидкость в измерительной бюретке установить на нулевую отметку (по нижнему мениску).

В пробирку П налить 5-6 мл 20% -ой соляной или серной кислоты, опустить в пробирку навеску металла и быстро надеть пробирку на пробку с газоотводной трубкой, не нарушая герметичности прибора.

Когда весь металл растворится и прекратится выделение водорода, дать пробирке остыть 1-2 минуты, и не снимая пробирки, привести положение жидкости в измерительной и уравнительной бюретке к одному уровню, для чего уравнительную бюретку опустить вниз. Отметить объем выделившегося водорода в мл в измерительной бюретке от нулевой отметки до уровня жидкости (по нижнему мениску).

Рис.1. Лабораторная установка для определения эквивалентной массы металла

1. Навеска металла m , кг

2. Объем выделившегося водорода V , л

3. Температура t , 0 С

4. Абсолютная температура Т , К

5. Атмосферное давление Р , кПа

6. Давление насыщенного водяного пара при данной температуре (Р_Н ₂ _O ), кПа (см. таблицу 1).

7. Парциальное давление водорода, Р_Н ₂ = Р - Р_Н _{2 О}, кПа

Расчет эквивалентной массы

1. Привести объем выделившегося водорода V к нормальным условиям V _o , применив уравнение объединенного газового закона:

где Т_О- абсолютная температура, 273 К

Р _О- давление при нормальных условиях, 101325 Па.

2. По закону эквивалентов рассчитать эквивалентную массу металла Э.

где М _э - эквивалентная масса металла, кг/моль

m – масса навески металла, кг

V _эо - эквивалентный объем водорода, л

V_о – объем водорода, приведенный к нормальным условиям, л

3. Рассчитать относительную погрешность опыта:

где Э_теор .- теоретическое значение эквивалентной массы металла,

Определение молярной массы эквивалента металла лабораторная работа

СКАЧАТЬ: lab2_1.zip [46,69 Kb] (cкачиваний: 547)

Лабораторная работа
по химии.
«Определение молярной массы эквивалента металла».

Выполнила: Косяк Анна
Факультет: НУК РЛМ
Группа: БМТ2 - 12

Дата выполнения: 17. 09. 2004
Дата сдачи: 24. 09. 2004

М О С К В А
2 0 0 4
1. Цель работы.
Усвоить понятие эквивалент и молярная масса эквивалента и ознакомиться с одним из методов определения молярной массы эквивалента металла – объемным методом.

2. Теоретическая часть.
Эквивалент – это часть молекулы (атома) вещества, равноценная в химической реакции одному атому или иону водорода или одному электрону. Соответственно, молярная масса эквивалента вещества – это масса одного моль эквивалентов вещества, равноценная в химической реакции массе 1 моль атомов или ионов водорода или количеству электронов 1 моль.
Расчет молярной массы эквивалента вещества осуществляется по следующим правилам:
1. Химические элементы.

Где Мэ – молярная масса эквивалента элемента, М – молярная масса элемента, n - валентность.
2. Кислоты и основания.

Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – основность кислоты или кислотность (количество групп ОН) основания.
3. Соли и оксиды.

Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, N – количество катионов в формуле, n – формальный заряд катиона.
4. Окислители и восстановители.

Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – количество электронов, присоединяемое одной молекулой окислителя или отдаваемое одной молекулой восстановителя.
Молярная масса одного итого же вещества может рассчитываться по – разному, в зависимости от его химических свойств.
Для экспериментального определения молярной массы эквивалента вещества необходимо найти массу данного вещества, равноценную в химической реакции молярной массе эквивалента другого известного вещества.

3. Практическая часть.
а) Название опыта.
Опыт по определению молярной массы эквивалента неизвестного металла.
б) Ход эксперимента.
Вначале необходимо ознакомиться с прибором, привести его в начальное состояние: бюретка должна находиться на таком расстоянии от поверхности лабораторного стола, чтобы ее можно было опустить вниз на 20 – 30 см.
Оценить цену деления бюретки.
Отводную трубку пробирки и пробку, закрывающую отводную трубку необходимо досуха протереть фильтровальной бумагой.
Получить образец металла у преподавателя и записать его массу.
Образец металла поместить в отводную трубку и расположить примерно на ее середине. После этого плотно закрыть пробирку.
Провести проверку прибора на герметичность. Для этого передвинуть бюретку на 10 – 15 см. и наблюдать за изменением уровня воды в бюретке в течение 1 – 2 минут. Если высота уровня остается постоянной, то прибор герметичен, если нет, то нужно более плотно вставить пробки в бюретку, пробирку и отводную трубку.
С помощью бюретки уравнять уровни воды в бюретках и записать показания бюретки, т. е. начало отсчета. Показания бюретки нужно определять по нижнему краю мениска воды.
После проведения этих приготовлений прибора к работе, можно начинать опыт. Для этого приподнять пробирку и постучать пальцем по отводной трубке пробирки, чтобы образец металла переместился из отводной трубки в раствор кислоты.
Наблюдать за протеканием реакции.
Дождаться окончания реакции.
После окончания реакции между металлом и кислотой и охлаждением реакционного сосуда выровнять уровни воды в бюретках и записать положение уровня воды в бюретке, тем самым, определив значение Vк - конечную точку отсчета объема выделившегося водорода.
в) Наблюдения.
В результате реакции наблюдается выделение газа. Изменяется уровень воды в бюретке.
г) Уравнение реакции.
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
д) Проведение расчетов.

Дано: Решение.
Vн = 1, 8 мл m * 11200 * (273 + tком.) * P0
Vк = 15, 6 мл Мэ(эксп.) = —————————————
Рат. = 749 мм рт. ст. V * 273 * (Pат. – PH2O)
Р0 = 760 мм рт. ст.
tком. = 230 V = |Vk – Vн| = 15, 6 мм – 1, 8 мм = 13, 8 мм
M = 0, 125 г Так как tком = 230, то PH2O = 21, 07 мм рт. ст.

Найти: Мэ 0, 0125 * 11200 * (273 + 23) * 760
Мэ(эксп.) = ——————————————— = 11, 48г
13, 8 * 273 * (749 – 21, 07)
После расчета молярной массы эквивалента металла по результатам проведенного опыта надо идентифицировать металл по его молярной массе. Для этого по формуле М (Ме) = n * Мэ(Ме) рассчитать молярную массу для трех значений валентности (степени окисления) n, равных 1, 2 и 3.
n = 1
М (Ме) = 1 * 11, 48 = 11, 48 г/моль

n = 2
М (Ме) = 2 * 11, 48 = 22, 9 г/моль

n = 3
М (Ме) = 3 * 11, 48 = 34, 4 г/моль
По таблице Д. И, Менделеева выбирается металл, проявляющий соответствующую валентность, для которого расхождение с табличными данными не превышает 1 – 2 г/моль.
В нашем случае подходит металл 2 группы Mg.
После этого надо рассчитать теоретическое значение Мэ(теор.):
Мэ(эксп.) - Мэ(теор.)
Мэ(теор.) = М (Ме) / n; η = —————————— * 100%;
Мэ(теор.)

Мэ(теор.) = 22, 9 / 2 = 11, 45 г/моль
И ошибку экспериментального определения молярной массы эквивалента металла η по формулам:

11,48 – 11, 45
η = ——————— * 100% = 0, 002 * 100% = 0, 2%
11, 45

е) Иллюстрационный материал

ж) Вывод.
Так как погрешность проведенных расчетов не превышает 5 % и на основании таблицы Менделеева, можно утверждать, что полученный у преподавателя металл является магнием.

4. Контрольные вопросы.

1. Что такое эквивалент и молярная масса эквивалента?
Эквивалент – это часть молекулы (атома) вещества, равноценная в химической реакции одному атому или иону водорода или одному электрону.
Молярная масса эквивалента вещества – это масса одного моль эквивалентов вещества, равноценная в химической реакции массе 1 моль атомов или ионов водорода или количеству электронов 1 моль.

2. Как рассчитывается молярная масса эквивалента вещества для химических элементов и соединений различных классов (соли, оксиды, кислоты, основания), а также для соединений, проявляющих свойства окислителей или восстановителей?

Молярная масса рассчитывается по следующим правилам:
1. Химические элементы.

4. Какой объем оксида углерода СО, взятый при нормальных условиях требуется для получения железа из 1 кг его оксида Fe2O3?

Мэ(Fe2O3) = (2 * 56 + 3 * 16) / (1 * 3) = 53, 3 г/моль
1кг x
3Fe2O3 + СО = 2Fe3O4 + CO2
n = 3 моль n = 1 моль
Mэ = 53, 3 г/моль Vm = 22, 4 л/моль
m = 159, 9 г V = 22, 4 л

159, 9 г - 22, 4 л
1 кг - х

1000 г * 22, 4 л
х = ———————— = 140 л
159, 9 г
Ответ: V(CO) = 140 л

5. Рассчитать молярную массу эквивалента азотной кислоты HNO3, рассматривая данное соединение как:

а) кислоту
Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 1 = 63 г/моль
б) окислитель, превращающийся в NO
N+5 + 3ē = N+2
Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 3 = 21 г/моль
в) окислитель, превращающийся в NH3
N+5 + 8ē = N-3
Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 8 = 7, 8 г/моль

6. Какое количество серной кислоты H2SO4 необходимо для реакции с 300г оксида алюминия Al2O3 при условии образования средней соли Al2(SO4)3 ?

Мэ(H2SO4) = М / n = (2 + 32 + 16 * 4) / 2 = 49 г/моль
Мэ(Al2O3) = М / (N * n) = (2 * 27 + 3 * 16) / (2 * 3) = 17 г/моль

х 300г
3 H2SO4 + Al2O3 = Al2(SO4)3 + 3H2O
n = 3 моль n = 1 моль
Мэ = 49 г/моль Мэ = 17 г/моль
m = 147 г m = 17 г/моль

ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ

Цель работы– усвоение понятий эквивалент, молярная масса эквивалента, знакомство со способами расчета молярных масс эквивалентов простых и сложных веществ; экспериментальное определение эквивалента неизвестного металла объемным методом.

Основные слова и определения, которые следует знать[1]:

Моль – количество вещества, содержащее столько формульных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода .

Постоянная Авогадро N_A - это число частиц в 1 моле любого вещества;

N_A=6,022*10 23 моль -1 .

Молярная масса М- масса одного моля вещества. Молярная масса М численно совпадает с массами атомов и молекул, выраженнымив атомных единицах массы, и измеряется в граммах на моль (г/моль).

Атомная единица массы (а. е. м. или u) – это единица массы, равная 1/12 массы атома изотопа углерода 12 С, и применяемая в атомной и ядерной физике для выражения масс молекул, атомов, ядер, протона и нейтрона. 1 а.е.м. (u) ≈ 1.66054*10-27 кг.

Молярный объем Vм – объем 1-го моля газа, измеряется в литрах на моль (л/моль).

Формульная единица вещества ФЕ–это реально существующие частицы вещества:атомы (S, C, Fe), молекулы (H₂O, CO₂, NaOH, HCl, H₂), ионы (Са +2 , СО3 -2 ), радикалы (ОН . , NO₂ . ) и другие частицы вещества.

Химический эквивалент (Э)- это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать, или быть каким-либо другим способом равнозначна одному атому (иону) водорода в обменных (кислотно-основных) реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Химический эквивалент (Э)– это реальная или условная частица вещества ФЕ, эквивалентная в кислотно-оснoвной реакции одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции – одному электрону

Эквивалентное числоиличисло эквивалентности Z_экв - это число, равное абсолютному значению степени окисления иона или количеству электронов, переданному восстановителем окислителю или окислителем восстановителю.

Фактор эквивалентности f–эточисло, показывающее, какая доля реальной частицы вещества ФЕ эквивалентна в данной кислотнооснoвной реакции одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону: f = 1/Z_экв, где Z_экв – это число эквивалентности, или эквивалентное число.

Фактор эквивалентности f _экв–это величина, обратная числу эквивалентности; она показывает, какая доля формульной единицы вещества приходится на 1 химический эквивалент

Молярная масса химического эквивалента Мэкв- этомасса одного моля химического эквивалента вещества, которая в Z_экв раз меньше соответствующей молярной массы ФЕ вещества, участвующего в реакции и выражается в граммах на моль (г/моль):

Молярный объем химического эквивалента (эквивалентный объем) V_экв газа - это объем 1 моля химического эквивалента газа, выражается в литрах на моль (л/моль) и связан молярным объемом соотношением:

Vэкв = =Vm*fэкв

Закон эквивалентов:массы реагирующих веществ относятся между собой как молярные массы их эквивалентов:

m (A) : m (B) : m (D) . . . = Mэкв (A) : Mэкв (B) : Mэкв (D). . .

Теоретическая часть

Раздел химии, в котором рассматриваются количественные (массовые, объемные) соотношения между реагентами и продуктами реакции, а также количественный состав вещества, называют стехиометрией (от греч. Stoicheion –основа; metreo - измеряю). Она базируется на законах, определяющих строение вещества.

Эквивалент Э – это реальная или условная частица вещества ФЕ, эквивалентная в кислотно-оснoвной реакции одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции – одному электрону.

ФЕ – формульная единица вещества, под которой понимается какое-либо вещество, например, NaOH, HCl, H2 и т. п.

Фактор эквивалентности f – число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества ФЕ эквивалентна в данной кислотно-оснoвной реакции одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону: f = 1/Z,

где Z –число эквивалентности, или эквивалентное число, равное абсолютному значению степени окисления иона или числу электронов, переданному восстановителем окислителю или окислителем восстановителю.

Немецкие химики Венцель и Рихтер установили (1793 г.), что вещества реагируют и образуются в эквивалентных количествах.

Согласно закону эквивалентов, массы реагирующих веществ относятся между собой как молярные массы их эквивалентов:

Молярная масса эквивалента представляет собой массу одного моля эквивалента вещества, которая в Z раз меньше соответствующей молярной массы ФЕ вещества, участвующего в реакции и выражается в граммах на моль (г/моль):

Например, для реакции нейтрализации

(2+32+64=98) 2*(23+16+1=40) (23*2+32+64=142) 2*(18)

H₂SO4	NaOH	Na₂SO4	H₂O
Формульное количество, моль
Эквивалентное количество, моль	1/2	1/2
Число эквивалентности Z
Фактор эквивалентности	1/2	1/2
Молярная масса эквивалента, г/моль	98/2=49	40/1=40	142/2=71	18/1=18

Основные количественные законы протекания химических реакций, используемые в работе:

Опасности нашей повседневной жизни: Опасность — возможность возникновения обстоятельств, при которых.

Поиск по сайту

Определение эквивалента и молярной массы металла

Цель работы: определить эквивалент и молярную массу неизвестного металла.

Оборудование и реактивы: бюретка, двурогая пробирка, уравнительный цилиндр, соединительные резиновые трубки, термометр, барометр, аналитические весы, стеклянные стаканы, неизвестный металл, неизвестная кислота неизвестной концентрации.

Теоретическая часть:

Для определения эквивалента металла собирают прибор из двурогой пробирки, бюретки и уравнительного цилиндра (Рис 1).

Практическая часть:

1) Собрали установку (рис.1);

2) Заполнили бюретку водой так, чтобы при выравнивании менисков воды в бюретке и цилиндре уровень воды в бюретке был на нулевом делении;

3) Перед каждым измерением проверяли прибор на герметичность;

4) Затем в одно из колен двурогой пробирки поместили кусочек неизвестного металла, известной массы. А в другое колено залили неизвестную кислоту, неизвестной концентрации;

5) Прилили кислоту к металлу. Для увеличения скорости реакции нагревали колено, в котором происходила реакция; (В это время выделяющийся водород вытеснял воду из бюретки);

6) Охлаждали прибор до комнатной температуры;

7) Опыт проводили 3 раза, с соблюдением всех правил;

8) Результаты занесли в таблицу:

№ опыта	m, г.	T, K	P, атм.	V(Н₂)_выд., мл.	M_эк, гр./экв.
0,027	295,5	0,975	10,2	32,86
0,027	295,5	0,975	10,4	32,26
0,027	295,5	0,975	10,3	32,42

Если Ме одновалентный:

Me + HА МеА + 1/2Н₂

Если же металл двухвалентный, то значение молярного эквивалента необходимо умножить на 2;

9) Оценим погрешность измерений:

x₃= 32,42. n – число опытов, тогда n=3.

Х=σ ∙ τ, где τ_{2; 0,95} = 4, 3020

∆Х = 0,19,113 ∙ 4, 3020 = 0,82224

M_эк = ± ∆Х = (32,523±0,82224) (гр./экв.)

10) Получили в препараторской кусочек неизвестного металла и взвесили его на аналитических весах по принятой технологии. Масса металла равна массе гирек, лежавших на правой чаше весов: 100+20+20+5+2+1+2∙0,2 = 148,4 (грамма);

11) Поставили стакан с дистиллированной водой на песчаную баню, для того, чтобы вода нагрелась;

12) После того, как вода в стакане закипела, мы погрузили в неё кусочек металла так, чтобы он не касался стенок сосуда (подвесили на деревянную палочку), и кипятили в течении 30 минут;

13) В то время, как металл находился в кипящей воде, мы собрали калориметр – в толстостенный сосуд из нетеплопроводного материала поставили стеклянный стакан, и налили в него 300 мл. дистиллированной воды, а так как плотность воды составляет 1 гр./см 3 ., то масса воды равна 300 грамм. По показаниям термометра температура воды составила 25ºС, что равно 298K.

14) По истечению 30 минут металл из кипящей воды был помещён в калориметр так, чтобы металл не касался стенок сосуда. При этом за температуру металла мы приняли температуру кипящей воды, которая по показаниям термометра составила 98ºС или 371К.

15) Помешивая воду в калориметре мы наблюдали за показанием термометра, опущенного в стакан с металлом. Максимальная температура воды оказалась равна 26,5 ºС или 299,5К.

16) Измерили теплоёмкость металла:

М – масса воды в калориметре = 300 грамм = 0,3 кг.;

Т – начальная температура воды в калориметре = 298К;

T₁ – температура воды в калориметре после погружения в неё горячего металла = 299,5K;

m – масса металла = 148,4 грамма = 0,1484 кг.;

T₂ – температура горячего металла = 371K

Следовательно по закону Дюлонга – Пти, молярная масса равна 26/0,414 = 63 (г./моль).

Мы определили молярную массу металла двумя способами. С помощью закона эквивалентов мы получили значение молярного эквивалента металла, которое с учётом погрешностей составило 32,523±0,82224 (гр./экв.), а с помощью калориметра значение молярной массы металла 63 (г./моль). Примерное значение молярной массы металла приблизительно в два раза больше молярного эквивалента этого же металла, следовательно металл – двухвалентный. Тем самым, мы можем принять удвоенный молярный эквивалент металла за молярную массу металла: 65,046±1,64448 гр./моль. Два полученных значения приблизительно равны между собой. В периодической системе элементов Д.И. Менделеева находятся два элемента, молярные массы которых находятся в допустимых пределах нашего определения – это медь и цинк. Но в ряду активности металлов медь находиться правее водорода, следовательно реакция взаимодействия меди и кислоты невозможна. Таким образом, искомый металл – цинк, молярная масса которого 65 гр./моль. Как мы видим, наиболее точный результат даёт метод, связанный с определением эквивалента металла.

В препараторской мы убедились, что исследуемый металл – это действительно цинк.

Отчёт по лабораторной работе № 1

Усвоить одно из основных химических понятий – понятие об эквиваленте – и научиться определять его количественное значение.

1. Наполнить водой кристаллизатор и бюретку (стеклянную трубку с делениями и краном для выпуска жидкости внизу). Проверить, плотно ли закрыт кран бюретки.

2. Закрыв верхнее отверстие пальцем, перевернуть бюретку и опустить ее в кристаллизатор с водой. Палец убрать под водой, при этом вода из бюретки не вытечет.

3. Закрепить бюретку в штативе. Уровень воды в ней не должен быть выше крайнего деления шкалы.

4. В колбу Вюрца (круглодонная колбас боковым отводом) при помощи мерного цилиндра отобрать 15-20мл соляной кислоты.

5. Вытереть насухо горло колбы фильтром.

6. Расположив колбу горизонтально, поместить в ее горло навеску металла и плотно закрыть колбу пробкой.

7. Стеклянную трубку бокового отвода колбы Вюрца соединить с расположенной под водой частью бюретки.

8. Отметить уровень жидкости в бюретке. Показания следует снимать по положению нижнего края вогнутого мениска жидкости при нахождении его на уровне глаз. Цифры на шкале бюретки – объем в миллилитрах, при снятии показаний необходимо учитывать, что бюретка со шкалой перевернута.

9. Перевести колбу в вертикальное положение, сбрасывая навеску металла в кислоту. В результате реакции выделяется водород, который вытесняет воду из бюретки. Во время протекания реакции не следует держать колбу в руках во избежание ее нагрева и искажения результатов теплового расширения.

10. Когда выделение пузырьков водорода прекратиться, отметить конечный уровень воды в бюретке.

11. При помощи полоски миллиметровой бумаги измерить высоту столба воды в бюретке от нижнего края мениска до уровня воды в кристаллизаторе.

12. По показания барометра и термометра определить атмосферное давление и температуру в лаборатории.

Экспериментальные данные:

Масса навески металла – m_Ме=0,0096 г

Объем соляной кислоты - V_Н_Cl=15 мл

Объем воды в бюретке в начале эксперимента – V₁=13,3 мл

Объем воды в бюретке по окончании эксперимента – V₂=4,3 мл

Объем выделившегося водорода – V_изм.=V₁-V₂=9 мл

Высота столба воды в бюретке h=170 мм

Атмосферное давление в лаборатории P_атм= 770 мм рт.ст

Температура в лаборатории Т=20 о С

Обработка экспериментальных данных:

1. Водород находиться в бюретке под давлением ниже атмосферного на величину давления водяного пара, а также разрежения, создаваемого за счет давления столба жидкости в бюретке. Поэтому давление водорода вычисляется по формуле:

где Р₁ – давление столба воды в бюретке, Па, Р₁=9,8hd_aq, 9,8 – переводной коэффициент из мм вод.ст. в Па; d_aq плотность воды, d_aq=1 г/см 3 ; Р₂-давление насыщенного водяного пара.

P_атм=770 мм рт.ст.=102410 Па

Р=102410-1666-2332,7=98411,3 Па.

2. .Массу выделившегося водорода m_Н вычисляют по уравнению Клапейрона-Менделеева:

где М_Н2 – молярная масса водорода, М_Н2=2г/моль; V – объем водорода, м 3 ; R – универсальная газовая постоянная, R=8,314 Дж/(моль·К).

V=9 мл=9·10 -6 м 3

Т=20 о С=293 К

3. Вычислить эквивалент металла по закону эквивалентов:

где Э_М(Н) – эквивалентная масса водорода, Э_М(Н)=1 г/экв.

4. Зная степень окисления,найти молярную массу металла и определить что это за металл:

где Z– степень окисления металла, Z=2

Данный металл – Магний.

5. Вычислить точное значение эквивалентной массы и металла и найти относительную погрешность эксперимента:

В данной лабораторной работе мной определена эквивалентная масса Магния. Погрешность измерений 2,27%,что говорит о том, что опыт проведен верно.

Основные этапы развития астрономии. Гипотеза Лапласа: С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно.

Читайте также: