Экспериментальная часть
Опыт 1. Определение молярной массы оксида углерода (IV)
Целью лабораторной работы является знакомство с методами определения молярной массы газа на примере оксида углерода (IV), приобретение навыков взвешивания и расчетов по газовым законам.
1. Собрать прибор, как показано на рис. 1.
2. Записать уравнение реакции получения СО2.
3. Сухую колбу с воздухом плотно закрыть пробкой и восковым карандашом сделать отметку по глубине вхождения пробки в горло колбы.
1
– шарообразная воронка;
2, 3 – соединенные между собой резервуары;
4, 5 – тубусы; 6 – кран;
7 – перетяжка,
8, 9 – промывные склянки;
10 – приемник СО2.
Рис. 1. Установка для получения и очистки диоксида углерода, состоящая из аппарата Киппа, промывных склянок и приемника СО2.
4.
Взвесить колбу с пробкой и воздухом на
весах (рис. 2), записать в журнале: m1
(г) – масса колбы с пробкой и воздухом.
5. Наполнить колбу оксидом углерода (IV) из аппарата Киппа, опустив конец газоотводной трубки до дна колбы. Скорость пропускания газа отрегулировать так, чтобы его пузырьки можно было считать при про-
Рис. 2 Весы лабораторные хождении их через склянки с водой (или ратвором
компактные NaHCO3) и концентрированной серной кислотой.
6. Полноту наполнения колбы углекислым газом проверить с помощью горящей лучины. Держа колбу в вертикальном положении, вставить в нее пробку. Закрыть кран аппарата Киппа.
7.
Взвесить колбу с диоксидом углерода,
записать результат взвешивания: m2
(г) – масса колбы с пробкой и СО2.
8. Провести контрольный опыт: колбу повторно наполнить углекислым газом из аппарата Киппа, закрыть ее и снова взвесить. Разница между взвешиваниями не должна быть больше 0,02 г, в противном случае опыт повторить.
9. Записать значения температуры и давления во время проведения эксперимента.
10. Для измерения объема (V) колбы и соответственно объема газов, заполняющих ее, наполнить колбу до метки водой комнатной температуры.
11. Измерить объем воды, перелив ее из кол-бы в мерный цилиндр (рис. 3) и результат измерения Рис. 3 Мерные цилиндры
(V, мл) при условиях проведения эксперимента записать в журнал. 12. Привести объем (V) газа к н.у. (V0), используя объединенный газовый закон:
=
;
V0
=
.
13. Зная V0, рассчитать массу воздуха в объеме колбы (m3):
m3
=
=
(по закону Авогадро).
14. Рассчитать массу пустой колбы (без воздуха): m4 = m1 – m3 (из массы колбы с воздухом вычесть массу воздуха).
15. Рассчитать массу СО2 в объеме колбы (m5):
m5 = m2 – m4 (из массы колбы с СО2 вычесть массу пустой колбы).
16. Рассчитать М (эксп.) по методу Авогадро:
М
(эксп.)
=
,
где
V0
рассчитывается
по п.12.
17.
Рассчитать Dвозд.
=
;
М
(эксп.)
= Мвозд. ·
Dвозд.
(метод
расчета М
,
используя его относительную плотность
по воздуху).
18. Если колбу заполнить водородом, то его масса в объеме колбы (m6) будет равной:
m6
=
=
.
19.
Рассчитать D
:
D
=
;
М
(эксп.)
= М
·
D
.
20. Рассчитать М (эксп.) по уравнению Клапейрона – Менделеева:
М
(эксп.)
=
,
где Р, V,
Т – условия проведения эксперимента.
21. Рассчитать М (теор.) = М(С) + М(О) · 2.
22. Рассчитать относительную ошибку опыта по формуле
К
=
·
100, %. Ошибка не должна превышать 2 %.
Следует уметь:
1. Пользоваться аппаратом Киппа.
2. Взвешивать на электронных весах.
3. Заполнять сосуды газами различной плотности.
4. Экспериментально определять массу и объем газа при определенных температуре и давлении.
5. Рассчитывать молярную массу вещества по полученным экспериментальным данным различными способами: а) по методу Авогадро; б) используя относительную плотность одного газа по другому газу; в) по уравнению Клапейрона – Менделеева.