Определение молекулярной массы эквивалента металла.

Значение темы: знание методики расчета, связанной с законом эквивалентов, определением эквивалента, используется при расчетах концентрации растворов, массы и объема веществ, образующихся при реакциях обмена.

Цель: научиться вычислять молярную массу эквивалента вещества и определять ее опытным путем.

Определение молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода проводится в газометрической установке, изображенной на рисунке 1.

Метод основан на измерении объема водорода, который выделяется из кислоты при действии на нее металла

Рис. 1. Газометрическая измерительная установка.

Методика определения:

В колбу (1) через воронку налейте 10 мл кислоты. Закрепите колбу в горизонтальном положении. На сухое горлышко колбы положите навеску металла (магния или цинка), предварительно записав ее массу – m(Ме) в рабочий журнал. Плотно закройте колбу пробкой, соединенной трубкой (4) с бюреткой (2). Бюретка опущена в цилиндр (3) с водой.

1. Проверяем прибор на герметичность (по постоянству уровня воды в приподнятой на 10-15 см бюретке). Устанавливаем воду в бюретке и цилиндре на одинаковом уровне, записываем в журнале положение уровня до начала опыта (V₁).

2. Поворачиваем колбу (1) так, чтобы навеска металла попала в кислоту. Выделяющийся водород вытесняет воду из бюретки (2) в цилиндр (3).

3. После окончания реакции дайте прибору охладиться и приведите воду в бюретке (2) и цилиндре (3) к одинаковому уровню. Записываем положение уровня воды в бюретке (2) после реакции (V₂).

4. Записываем уравнение происходящего процесса.

5. Вычисляем теоретическое значение молярной массы эквивалента:

М_Э (Ме)^теор. = гдеz – валентность метала.

По полученным данным определяем:

1. Объем вытесненного водорода: , см³

2. Приводим объем газа (см³) к нормальным условиям (н.у.), пользуясь объединенным газовым законом: ,

где Р – атмосферное давление по барометру, кПа; Р₁ – давление водяных паров, кПа (табл. 1); Т⁰ – абсолютная температура, равная 273 К; Р⁰ – давление при н.у., равное 101,3 кПа; Т – комнатная температура, К

Таблица 1

Парциальное давление водяного пара в зависимости

от температуры воздуха

Температура, 0С	Давление водяного пара, кПа	Температура, 0С	Давление водяного пара, кПа	Температура, 0С	Давление водяного пара, кПа
11	1,317	17	1,929	23	2,793
12	1,397	18	2,064	24	2,966
13	1,490	19	2,195	25	3,153
14	1,583	20	2,328	26	3,352
15	1,702	21	2,474	27	3,551
16	1,809	22	2,633	28	3,764

3. Рассчитываем практическое значение молярной массы эквивалента металла, используя закон эквивалентов:

а) по эквивалентному объему: , где= 11,2 дм³ = 11200 см³.

б) по массе водорода: , где, г

в) по среднему значению Мэ(Ме), найденного опытным путем:

, г/моль

4. Вычисляем погрешность определения:

а) абсолютную ошибку эксперимента: , г/моль

б) относительную ошибку эксперимента:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3