Лабораторная работа № 1 Определение молярной массы эквивалента металла по количеству выделившегося водорода

Цель работы: экспериментальное определение молярной массы эквивалента неизвестного металла. Определение металла-элемента.

Меры предосторожности при выполнении работы:

1. Работать со стеклом аккуратно, не применяя чрезмерных усилий!

2. Раствор кислоты приливать аккуратно, пользуясь для этого мерным цилиндром с носиком.

Рисунок. Прибор для определения молярной массы эквивалента металла

П рибор для определения молярной массы эквивалента металла изображен на рисунке.

Он состоит из бюретки на 50 мл (1), двухколенной пробирки Оствальда (2), открытой трубки, служащей в качестве уравнительного сосуда (3), стеклянного крана (или зажима) (4). Для укрепления прибора используется штатив с держателями и зажимами.

Собрать прибор в соответствии с рис.1, в уравнительный сосуд налить воду, которая заполнит бюретку и вытеснит из прибора воздух через открытый кран (4). Бюретку укрепить на штативе так, чтобы уровни воды в бюретке и открытой трубке совпадали с нулевым делением. Для удобства отсчета бюретку следует укрепить так, чтобы нулевое деление было на уровне глаз наблюдателя. Отсчеты уровня жидкости следует делать по нижнему краю мениска.

Получить навеску металла и поместить ее в одно из колен пробирки. В другое ее колено налить мерным цилиндром 24 %-ый раствор соляной кислоты.

Прежде чем проводить реакции, следует убедиться в герметичности прибора (герметичность прибора - залог успеха опыта). Для этого плотно вставить пробки и закрыть кран тройника, уравнительный сосуд снять с держателя и опустить вниз на 15-20 см. Уровень воды в бюретке несколько снизится и остановится без изменения, если прибор герметичен. При возвращении сосуда на прежнее место вода в нем и в бюретке должна остаться на том же нулевом уровне.

После того как установлена герметичность прибора, пробирку следует повернуть таким образом, чтобы кислота перелилась в то колено пробирки, где находится металл. Если реакция протекает медленно, то можно подогреть реакционную пробирку, погружая ее в стакан с горячей водой.

Водород, выделившийся в результате взаимодействия металла с раствором кислоты, вытесняет из бюретки воду. Уравнительный сосуд при этом надо опускать и во время опыта стараться держать воду в нем и бюретке па одном уровне, чтобы давление газа внутри прибора было все время близким к атмосферному.

Пока идет реакция, можно зарисовать в своей тетради установку, а также записать показания барометра – Р и термометра – °С.

Когда весь металл растворится, понижение уровня воды в бюретке прекратится. Окончательный точный отсчет показаний на бюретке следует сделать после охлаждения пробирки до комнатной температуры.

Результаты измерений и расчетов оформить в виде табл. 1.

Таблица 1

Результаты измерений

№	Данные опыта	Номер опыта
		1	2
1	Масса навески металла, мг
2	Атмосферное давление (по барометру), P атм. (кПа)
3	Температура опыта, tº C

Для приведения объема выделившегося водорода к нормальным условиям необходимо учесть, что водород, собранный над водой, содержит водяной пар и что общее давление газа в бюретке, равное атмосферному давлению, складывается из парциальных давлений водорода и водяного пара (табл. 2)..

Таким образом, объем водорода при нормальных условиях определяется по уравнению:

Используя закон эквивалентов, рассчитать молярную массу эквивалента исследуемого металла:

Таблица 2

Давление насыщенного водяного пара при различных температурах

Температура, °С	Давление, мм.рт.ст. (h)	Температура, 0С	Давление мм.рт.ст. (h)
15	12,79	21	18,65
16	13,62	22	19,83
17	14,53	23	21,07
18	15,48	24	22,38
19	16,48	25	23,76
20	17,54	26	25,21