3. Экспериментальная часть
1. Взвесить сухой и чистый пикнометр.
2. Заполнить пикнометр металлом (дно сосуда) и снова взвесить.
3. Не вынимая металл из пикнометра, залить пикнометр до метки водой и снова взвесить.
4. Вылить воду из пикнометра, металл просушить фильтровальной бумагой и вернуть преподавателю.
5. Заполнить пикнометр водой (без металла) и снова взвесить.
6. Заполнить табл.5 опытными данными и вычисленными значениями m5, m6, m7 и m8.
Таблица 5
№ |
Название |
Обозначение |
Величина |
1. |
Масса пустого пикнометра, г |
m1 |
|
2. |
Масса пикнометра с металлом, г |
m2 |
|
3. |
Масса пикнометра с металлом и водой, г |
m3 |
|
4. |
Масса пикнометра с водой, г |
m4 |
|
5. |
Масса металла, г |
m5 = m2 – m1 |
|
6. |
Масса воды в пустом пикнометре, г |
m6 = m4– m1 |
|
7. |
Масса воды в пикнометре с металлом, г |
m7 = m3 – m2 |
|
8. |
Масса воды, вытесненной металлом (объем металла), см3 |
m8 = m6 – m7 |
|
9. |
Плотность металла, г/см3 |
ρ = m5/m8 |
|
7. Произвести расчет атомного радиуса данного металла по примеру, приведенному выше. Сверить полученное значение плотности и радиуса металла со справочными данными (табл. 4) и вычислить погрешность опыта. В выводе указать возможные причины образования погрешности.
Лабораторная работа №4 Установление формулы кристаллогидрата
1. Цель работы: определение количества воды в кристаллогидрате – медном купоросе и установление формулы кристаллогидрата.
2. Теоретическая часть
Формула химического соединения показывает, из каких элементов состоит данное вещество и сколько атомов каждого элемента входит в состав его молекулы или формульной единицы. Массовые соотношения элементов в молекулах можно представить как отношение произведений соответствующих атомных масс на число атомов каждого элемента в молекуле, т.е. можно записать:
m1 : m2 : m3 = xA1 : yA2 : zA3,
где m1, m2, m3 – содержание элементов в соединении (%);
x, y, z – число атомов этих элементов в молекуле или в формульной единице; А1, А2, А3 – атомные массы элементов. Из этого уравнения следует
,
что позволяет находить отношение между числами атомов в молекуле.
Пример. Необходимо определить формулу вещества, которое содержит натрий (32,43 %), серу (22,55 %) и кислород (45,02 %).
Соотношение чисел атомов в формуле данного соединения:
Если самое меньшее число (0,705) принять за единицу, то данное отношение становится отношением целых чисел:
x : y : z = 2 : 1 : 4,
следовательно, формула соединения Na2SO4. Эта формула будет простейшей, поскольку полученное соотношение может быть выражено также и числами, кратными найденным.
Для установления истинной, или молекулярной, формулы необходимо знать молекулярную (молярную) массу соединения; это позволяет найти истинное соотношение атомов в молекуле. Так, например, бензол содержит углерод (92,3 %) и водород (7,7 %). Найденная из этого состава простейшая формула СН. Но в действительности молекулярная масса бензола, определяемая по плотности его пара, равна не 13 (12 + 1), а 78. Следовательно, истинная формула бензола С6Н6.
Кристаллогидратами называются кристаллические вещества, включающие молекулы воды, например гипс CaSO4·2Н2О, медный купорос CuSO4·5H2O и т.д. Кристаллогидраты при нагревании теряют кристаллизационную воду, переходя в безводные соли. Пользуясь этим, можно определить содержание воды в кристаллогидрате, а затем, зная формулу безводной соли, рассчитать число молекул воды, присоединяющихся к одной молекуле безводной соли.