Визначення молярної маси еквівалентів металу

Необхідні прилади і реактиви: прилад для визначення молярної маси еквівалентів металу (рис.1), наважка невідомого металу, розчин сірчаної кислоти.

Послідовність виконання досліду.

1. Перевірте прилад на герметичність. Для цього щільно

закрийте пробки, після чого лійку разом з кільцем вийміть з держателя і опустіть вниз на 15-20 см. Рівень води в бюретці трохи знизиться і далі залишатиметься без змін, якщо прилад герметичний. В разі негерметичності - знайдіть причину і усуньте її.

2. Налийте в пробірку через лійку розведеної сірчаної кислоти (приблизно 1/3 об^¢єму) і вийміть лійку з пробірки так, щоб вона не торкнулася її стінок.

3 . Змочіть водою край папірця, в який загорнена наважка, і за допомогою скляної палички закріпіть на внутрішній стінці пробірки трохи вище рівня кислоти.

4. Обережно, але щільно закрийте пробірку пробкою. Запишіть рівень води V₁ у бюретці.

5. Стряхніть наважку металу в кислоту. Спостерігайте, як виділяється водень, що витискує воду з бюретки. Майте на увазі, що водень насичений водяною парою.

6. Для розрахунків необхідні значення температури і тиску газу у бюретці.

Визначення температури. Дайте пробірці охолонути до кімнатної температури. Запишіть показання термометру.

Визначення тиску. Газова суміш у бюретці знаходиться під тиском атмосфери і стовпчика води за рахунок різних рівней води у бюретці і лійці. Щоб виключити останній, установіть воду у лійці та бюретці на однаковому рівні, після чого запишіть рівень води в бюретці V₂. Парціальний тиск водню в бюретці розраховується за формулою:

р(Н₂)= Р - h,

де Р – атмосферний тиск, h – тиск насиченої пари води при кімнатній температурі.

7. Визначте об^¢єм водню за формулою: V = (V₂ – V₁), мл.

Результати вимірювань запишіть у наступному порядку:

Маса наважки m . . . . . . . . г.

Об^¢єм зібраної газової суміші (водень і водяна пара) в умовах досліду V . . . . . . . . мл.

Температура досліду t . . . . . . . . . . .⁰С.

Атмосферний тиск (за барометром) Р . . . . . . . . . . . мм.рт.ст.

Тиск насиченої водяної пари h . . . . . . . . . . . . . . . . . . мм.рт.ст.

Обробка результатів досліду

1.Приведіть об^єм виділеного водню до нормальних умов:

2. Розрахуйте експериментальну молярну масу еквівалентів металу за формулою:

3. Визначте молярну масу металу за умовою його двовалентності

Визначте назву металу і розрахуйте теоретичну молярну масу еквівалентів металу М_екв^теор.

4. Розрахуйте відносну помилку в процентах за формулою:

У висновках вкажіть, яким методом визначалась молярна маса еквівалентів металу; який закон лежить в основі цього методу; фактори, що впливають на помилку методу.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Визначення теплоти хімічної реакції

Необхідні прилади і реактиви: лабораторна калориметрична установка (рис.2), мірний циліндр на 100 мл, лупа, наважки солей CuSO₄·5H₂O (5,0 г), CuSO₄ (3,2 г), KNO₃ (5,0 г), 0,5М розчин HCl, 2М розчин NaOH, дистильована вода.

1 – зовнішній стакан; 2- внутрішній стакан; 3 – теплоізолююча підставка; 4 – кришка; 5- термометр; 6 – лійка; 7- вертикальна мішалка; 8- тримач для термометра.

Лабораторна установка (рис.2) є спрощеним калориметром, що складається з двох стаканів: зовнішнього 1, місткістю 350 - 500 мл і внутрішнього 2, власно калориметра, місткістю 100 - 200 мл. Внутрішній стакан 2 знаходиться на підставці 3 із органічного скла, пінопласту або пробки і закривається кришкою 4 з трьома отворами: для термометра 5 з поділом до десятих часток градусу, лійки 6 з широким тубусом і вертикальної мішалки 7. Термометр закріплюється спеціальним тримачем 8.

Послідовність виконання роботи

При адіабатичному проведенні теплота процесу витрачається на нагрівання її продуктів. Відповідно до так званого термодинамічного правила знаків, теплота вважається додатною, якщо підводиться до системи (ендотермічна реакція), і відємною, якщо вона відводиться (екзотермічна реакція). Це дозволяє експериментально визначити її для ізобарних процесів за формулами:

Q_P = H = -nC_Pt або Q_P = -mс_Pt, (1)

де H – зміна ентальпії процесу,

C_P - молярна теплоємність, Дж/(моль·К),

n - кількість молів речовини,

m - маса розчину, г,

с_P - питома теплоємність розчину, Дж/(г·К).

t = t₂ - t₁ - зміна температури в ході хімічної реакції.