МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра физической химии

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1 по дисциплине «Химия»

ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА.

Студент гр. 8091		Гришин И.Д.
Преподаватель		Бугров А.Н.

Санкт-Петербург 2019

Цель работы.

Определить молярную массу эквивалента металла методом вытеснения водорода из раствора кислоты; установить, какой это металл.

Основные теоретические положения.

Схема прибора для определения молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода из раствора кислоты:

1 − штатив для эвдиометра 2 – эвдиометр

3. – кристаллизатор

3. − газоотводная трубка 5 − штатив для пробирки 6 – пробирка

Эквивалент – реальная частица (атом, молекула, ион) или условная частица (доля атома, молекулы, иона), равноценная одному иону водорода

𝐻⁺ в кислотно-основных реакциях или одному электрону 𝑒⁻ в окислительно- восстановительных реакциях. Обозначается “Э” (вещество).

Молярная масса эквивалента вещества – масса 1 моль (6 ∗ 10²²) эквивалентов данного вещества. Обозначается 𝑀_эк (вещество). Выражается в граммах на моль [г / моль].

Для окислительно-восстановительной реакции, идущей в работе, закон эквивалентов можно записать как:

𝑚₁− масса вещества

𝑀_эк1 – молярная масса вещества

𝑚₁

^𝑀эк1

₌ 𝑉₂

^𝑉эк2

𝑉₂ – объём эквивалента газообразного вещества 2

𝑉_эк2 – молярный объём эквивалента газообразного вещества 2

Молярная масса эквивалента металла-восстановителя имеет вид:

^𝑀эк

𝑀_ат − молярная масса атомов металла

₌ ^𝑀ат

𝑧

𝑧 – число электронов, отданных атомом металла в ходе реакции

Ход работы.

1. Заполните кристаллизатор водой (~ на 3/4 объема).

2. Подготовьте эвдиометр к работе

• Заполните его (с помощью стакана) водой полностью

• Зажмите открытый конец эвдиометра пальцем

• Переверните эвдиометр и погрузите его в кристаллизатор с водой

• Закрепите эвдиометр в лапке штатива.

Проверьте прибор на герметичность:

• Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой

• Опустите конец трубки в воду в кристаллизаторе

• Согрейте пробирку руками. Выделение пузырьков воздуха в воде укажет на герметичность прибора.

В вытяжном шкафу отмерьте 5 мл HCl с помощью мерного цилиндра. Перелейте соляную кислоту в пробирку с помощью воронки.

Получите навеску опилок металла у преподавателя.

6. Держа пробирку с кислотой в наклонном положении, поместите навеску металла в папиросной бумаге на сухую стенку пробирки так, чтобы она не касалась кислоты.

7. Закройте пробирку плотной пробкой.

8. Конец газоотводной трубки под водой осторожно введите в эвдиометр.

9. Поверните пробирку в вертикальное положение так, чтобы навеска металла упала в кислоту.

10. Осторожно встряхните пробирку.

11. Поставьте пробирку в штатив.

12. После окончания хим. реакции дайте системе охладиться до комнатной температуры (8-10 мин).

13. При помощи эвдиометра определите объем выделившегося водорода в миллилитрах.

14. Запишите показания комнатного термометра:

• t, ℃ (точность 0.5 ℃)

• барометра: 𝑝_атм , мм рт. ст., Па (точность 0.5 мм рт. ст.)

• (1 мм рт. ст. = 133.3 Па).

Результаты опыта и условия внесите в таблицу:

Обработка результатов эксперимента.

Проведя эксперимент, описанный в ходе работы, получаем результаты, которые необходимо записать в таблицу:

Навеска металла m, г	Температура опыта T1, К	Атмосферное давление Pатм, Па	Парциальное давление водяного пара PH2O, Па	Объём выделившегося водорода , мл	Парциальное давление водорода P1, Па
0,0205	298	99325,2	3167,2	26	96158

1. Вычислим объём выделившегося водорода при нормальных условиях (𝑉₀)

– Нормальная температура (273 К)

– Нормальное давление (101325 Па)

2. Вычислим молярную массу эквивалента (M_эк)

– Объём эквивалента

– Объём выделившегося водорода

3. Определим молярную массу атомов металла

Если z=1, то

Если z=2, то

Если z=3, то , что соответствует Al (алюминий)

( не точно соотвествует данным элементам из-за приборной погрешности)

Ответ: Al (алюминий)

4. Вычислим абсолютную и относительную погрешности определения

5. Приведём уравнение окислительно-восстановительной реакции

	2	окисление
	3	восстановление

Вывод.

Проведя эксперимент и получив верный ответ, убедился в том, что способ определения неизвестного металла путём определения молярной массы его эквивалента действительно работает. Используя его, в ходе обработки полученных результатов, определили, что выданный металл является алюминием, которого равна 10,2 г/моль.