Лабораторна робота № 2 визначення молярної маси вуглекислого газу

Мета роботи: вивчення методів визначення молярної маси речовини в газоподібному стані.

Карбон (IV) оксид (вуглекислий газ) добувають у пристрої (рис.2), що складається з апарата Кіппа (1), в якому у середній колбі знаходиться мармур, а у верхній та нижчій колбах – розведена (1:3) хлоридна кислота; склянки Тищенко для осушування газу, де знаходиться концентрована сульфатна кислота (2); колби для збирання газу (3). Вуглекислий газ добувають, діючи розчином хлоридної кислоти НСІ на мармур CaCO₃ .

Рис 2. Пристрій для

одержання вуглекислого газу

Порядок роботи:

1. Зважити на технохімічних терезах з точністю до 0,01 г суху колбу, закриту щільно пробкою, помітивши рівень, до якого вона входить в колбу. Вагу записати у журнал.

2. Заповнити колбу карбон (IV) оксидом, опустивши трубку від апарата Кіппа до дна колби (протягом 23 хвилин).

3. Зважити колбу, заповнену вуглекислим газом і закриту пробкою (пробка повинна входити на ту ж глибину, як і при першому зважуванні). Наповнення і зважування треба проводити два-три рази до одержання сталої маси, тобто коли два послідовних результати будуть відрізнятися один від одного не більш ніж на 0,01 г. Вагу колби з вуглекислим газом записати.

4. Виміряти об’єм вуглекислого газу, для чого заповнити колбу водою до лінії мітки і вилити воду в мірний циліндр, записати об’єм.

5. Записати атмосферний тиск і температуру, при яких виконується дослід.

Запис спостережень.

1. Вага колби з пробкою і повітрям  m₁, г.

2. Вага колби з пробкою та карбон (1V) оксидом  m₂, г.

3. Об’єм колби V, мл.

4. Температура t, ⁰C.

5. Абсолютна температура T, K (T = 273 + t ⁰C).

6. Атмосферний тиск P, мм рт. ст.

Розрахунок молярної маси вуглекислого газу

1. Визначення об’єму повітря в колбі за нормальних умов, використовуючи рівняння газового стану:

де V- об’єм колби, мл; P-атмосферний тиск, мм рт. ст., V_о, Р_о, Т_о  об’єм, тиск і температура за нормальних умов.

2. Визначення маси повітря ( m₃ ), яке знаходилось у колбі, якщо відомо, що маса 1 л повітря за н.у. дорівнює 1,29 г.

3. Визначення маси водню ( m₄) в об’ємі колби, якщо відомо, що маса 1 л водню за н.у. дорівнює 0,09 г.

4. Визначення маси порожньої колби (m₅): m₅ = m₁  m₃ (г).

5. Визначення маси карбон (ІV) оксиду у колбі ( m₆) : m₆ = m₂  m₅(г).

6. Визначення відносної густини вуглекислого газу за повітрям та за воднем:

D _пов = m₆ / m₃ ; D_Н2 = m₆ / m₄;

7. Визначення молярної маси карбон (ІV) оксиду:

а) виходячи з відносної густини за повітрям: М¹ (СО₂) = 29D_пов

б) виходячи з відносної густини за воднем: М² (СО₂) = 2D_Н2

_{в) виходячи з молярного об’єму газу:}

г) виходячи з рівняння Менделєєва - Клапейрона:

^{PV = mRT / M ; M 4 (СО}₂^{) = m}₆^{RT / PV}_о ^,

^{де R = 62360 мл . мм рт.ст./ (моль.К)}

8. ^{Визначення середнього значення молярної маси з точністю до 0,01 г}

9. ^{Визначення відносної помилки досліду у процентах:}