Лабораторная работа № 6 определение относительной молекулярной массы оксида углерода(IV)

Установка (рис. 1) состоит из аппарата Киппа 1, заряжен­ного кусками мрамора и соляной кислотой, двух последовательно соединенных склянок Тищенко 2 и 3 (склянка 2 заполнена водой для очистки проходящего оксида углерода(IV) от хлороводорода и от механических примесей, склянка 3 — серной кислотой для осушки газа) и колбы 4 емкостью 250 мл для собирания оксида углерода(IV).

Вымыть и высушить колбу. Подобрать к ней пробку и отметить уровень, до которого входит пробка в горло колбы (надеть на горло колбы резиновое кольцо или сделать метку карандашом по стеклу). Взвесить колбу с пробкой с точностью до 0,01 г. Данные записать.

Наполнить колбу оксидом углерода(IV), опустив газоот­водную трубку до дна колбы. Закрыть колбу пробкой (пробка должна входить на ту же глубину, что и при взвешивании колбы) и вновь взвесить. Чтобы быть уверенным в том, что воздух из колбы полностью вытеснен и она целиком наполнена оксидом угле­рода(IV), надо, взвесив колбу, еще раз на несколько минут опустить в нее газоотводную трубку, пропустить газ и вновь взвесить колбу, повторяя эту операцию до получения постоянной массы колбы с газом. Значение массы колбы с оксидом углерода (IV) записать.

Определить объем колбы, наполнив ее водой до пробки, измерить затем объем воды мерным цилиндром и записать результаты. От­метить и записать показания термометра и барометра во время опыта.

Форма записи наблюдений

1. Масса колбы (с пробкой) с воздухом — m₁ (г).

2. Масса колбы (с пробкой) с оксидом углерода(IV) — m₂ (г).

3. Объем колбы— V (мл).

4. Температура — t (°С).

5. Давление — р (кПа).

Обработка результатов

1. Объем воздуха в колбе V привести к нормальным условиям (T₀ = 273К, р₀ = 101,3 кПа) по формуле 1:

(1)

где: V — объем колбы, л; р — атмосферное давление, кПа; Т — температура комнаты, К (р_о - 101,3 кПа, Т₀ - 273 К).

2. Вычислить массу воздуха m₃, который находился в колбе, зная, что масса 1 л воздуха при нормальных условиях равна 1,29 г.

3. Вычислить массу оксида углерода(IV) m(СO₂) в колбе:

m(CO₂) = m₂ - (m₁ - m₃)

4. Вычислить плотность оксида углерода(IV) по воздуху по формуле 2:

(2)

5. Вычислить относительную молекулярную массу оксида углерода(IV):

M_r = 29 ∙ D_возд

6. Вычислить относительную ошибку опыта (в %) по формуле 3:

(3)

7. Сделать вывод.

Лабораторная работа № 7 приготовление раствора хлорида натрия заданной концентрации по навеске

Пример расчета и методика приготовления раствора.

Задание: Приготовить 100 мл 6,5 %-го раствора хлорида бария.

По таблице 1 определить или рассчитать плотность 6,5 %-ного раствора хлорида бария.

Таблица 1

Зависимость плотности раствора от массовой доли растворенного вещества

ω,%	ρ, г/мл		ω, %	ρ, г/мл
	ВаСl2	NaCl		ВаСl2	NaCl
2.0	1.016	1.013	12.0	1.113	1.086
4.0	1.034	1.027	14.0	1.134	1.101
6.0	1.053	1.041	16.0	1.156	1.116
8.0	1.072	1.056	18.0	1.179	1.132
10.0	1.092	1.071	20.0	1.203	1.148

Плотности 6,5 %-ного раствора хлорида бария можно рассчитать методом интерполяции, предполагая, что зависимость плотности от концентрации в узком интервале линейная. Массовая доля 6,5 % находится между 6,0 % и 8.0% следовательно плотность 6,5 %-ного раствора находится между значениями 1.053 и 1.072 г/мл. 6.5% больше, чем 6,0% на 0.5 %. При увеличений концентрации на 2 % от 6,0 % до 8,0 % плотность увеличивается от 1.053 до 1.072. Пропорцией можно определить, на сколько г/мл плотность 6,5 %-ного раствора больше, чем плотность 6 % - ного раствора (х).

при изменении концентрации раствора на 2 % плотность изменяется на 0,019 г/мл (1,072-1,053)

при изменении концентрации раствора на 0,5 % плотность изменяется на х г/мл

х = 0.005 г/мл.

Плотность 6,5 %-ного раствора равна: сумме 6,0 %-ного раствора и х.

ρ_6,5% = ρ_6% + ρ_0,5% = 1,053 + 0,005 = 1,058 г/мл.

2. Рассчитать массу заданного раствора:

m_p-pa= V ∙ p = 100 ∙ 1,058 = 105,80 г.

3. Рассчитать массу растворенного вещества:

m(ВаС1₂) = m_р-ра ∙ ω = 105,80 ∙ 0,065 = 6,88 г.

4. На технохимических весах взвесить 6,88 г ВаС1₂.

5. С помощью стеклянной воронки перенести соль в колбу, смыть дистиллированной водой остатки соли с воронки и довести объем до метки. Закрыть колбу пробкой и перемешать раствор, переворачивая колбу до исчезновения кристаллов соли.

6. С помощью ареометра измерить плотность полученного раствора (рис. 1). Для этого перелить раствор в цилиндр, подобрать ареометр по плотности раствора. Измерение плотности проводить под руководством преподавателя. Предположим, что плотность полученного раствора ρ_эксп = 1,059 г/мл.

7. Определить концентрацию полученного раствора ω_эксп, используя метод интерполяции (см. п. 1).