2 Лабораторная работа №2. Определение эквивалентной массы цинка методом вытеснения водорода.

Задание:

1. Изучить устройство прибора для определения эквивалента цинка.

2. Определить объем выделившего водорода и привести его к нормальным условиям.

3. Рассчитать эквивалентную массу цинка и относительную ошибку опыта.

0. Цель работы.

Изучить на практике закон эквивалентов, определив эквивалентную массу цинка методом вытеснения водорода из кислоты цинком.

0. Теоретические основы и ход работы.

В настоящей работе каждому студенту выдается взвешенная гранула (кусочек цинка, экви-валент которого нужно определить). Для выполнения работы нужно знать: 1. Что такое химический эквивалент? Химический эквивалент, или эквивалентная масса, есть такое его количество, которое в химических реакциях взаимодействует с 1моль атомарного водорода или замещает его в химических реакциях. 2. Как читается закон эквивалентов? Согласно закону эквивалентов, все элементы взаимодействуют между собой в массовых количествах, пропорциональных эквивалентным массам: m₁/m₂=Э₁/Э₂ 3. Как записывается уравнение газового состояния: P·V/T = P₀·V₀/T₀

0. Необходимые реактивы и приборы. а) прибор для проведения опыта: эвдиометр б) гранула цинка (взвешенная) в) раствор соляной кислоты г) вода д) барометр е) термометр Описание эвдиометра: 1. бюретка на 50мл 2. двухколенная пробирка (пробирка Освальда) 3. открытая трубка, служащая в качестве уравнительного сосуда 4. штатив 5. для соединений употребляются резиновые трубки и пробки

1. Подготовка прибора к работе и выполнение работы. 1) В уравнительную трубку 3 через воронку налейте воду, которая заполнит бюретку 1 до нулевого деления и вытеснит из прибора воздух 2) Бюретку укрепите на штативе так, чтобы уровни воды в бюретке и открытой трубке совпадали с 0 делением 3) Металлическую пластинку поместите в одно из колен пробирки Оствальда, в другое колено пробирки налейте из цилиндра раствор HCl (1:1) 5-7мл и вставьте пробирку Оствальда в бюретку через соединительную трубку. Проверьте прибор на герметичность: плотно вставьте пробки, снимите уравнительный сосуд 3 с держателя и опустите на 15-20см. Если прибор герметичен, уровень воды в бюретке должна быть на том же нулевом уровне. 4) После того, как установите, что прибор герметичен, поверните пробирку таким образом, чтобы кислота перелилась, в то колено пробирки, где находится цинк. 5) Водород, выделяющийся в реакции, будет вытеснять воду из бюретки. Уравнительный сосуд 3 при этом надо опускать, держа воду в нем и бюретке на одном уровне, чтобы давление газа внутри прибора было близким к атмосферному. 6) Когда весь металл растворится, сделайте точный отсчет показаний на бюретке, что даст объем выделившегося водорода.

2. Запись экспериментальных данных и расчет

1) Масса металлической гранулы (m), г

2) Объем выделившегося водорода (V), мл

3) Температура опыта (t˚C), ˚С

4) Абсолютная температура (Т), (273+ t˚)

5) Атмосферное давление (Р), кПа (Р₀=101325Па=760мм рт.ст)

6) Давление водяного пара при температуре опыта (W) (см. приложение к работе)

7) Давление водорода внутри прибора (Р – W), кПа

8) Объем водорода, приведенного к н.у. (V₀), мл

Приведите объем выделившегося водорода к нормальным условиям

P·V/T = P₀·V₀/T₀ V₀ = (P-W)VT₀/P₀T по уравнению объединенного газового закона, введя поправку на давление водяного пара W, где:

V₀ - мольный объем газа 22,400л

P₀ нормальное давление 101,325кПа

T₀ абсолютная температура 273˚К

9) По закону эквивалентов m_Zn/m_H2=Э_Zn/Э_H2 замените массу и эквивалент Н₂ –

Э_Н2 на пропорциональные им объемные обозначения и найдите эквивалент цинка: Э_Zn = m_Zn2·11200мл /V_{0 Н2}мл

10) Вычислите относительную ошибку опыта в %

отн.ошибка% = (Э_{теорет.} – Э_опыт)/Э_{теорет.} · 100%

Основная литература:

[6], стр. 51-53, [7], стр. 69-71.

Контрольные вопросы:

1. Определить эквиваленты следующих простых веществ: О₂, Mg, S, Fe, Cl₂.

2. Определить эквиваленты сложных веществ: H₂SO₄, H₃PO₄, Ca(OH)₂, BaCl₂, Na₂CO₃.