Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Лабораторные работы

ПО КУРСУ «ХИМИЯ»

Учебно-лабораторный журнал

Выполнил:

Тверь 2014

Лабораторная работа №1

Основные количественные законы

Ход работы

Собрать установку, схема которой приведена на рис. 1.1.

В кристаллизатор налить примерно ½ объема воды (используется в качестве гидрозатвора).

Рис. 1.1. Установка для измерения объема выделившегося водорода:

1 – штатив; 2 – кристаллизатор с водой; 3 – эвдиометр; 4 – газоотводная трубка; 5 – навеска металла; 6 – колба с раствором кислоты.

Набрать в стакан водопроводной воды и налить в эвдиометр. Закрыть его отверстие большим пальцем руки, опрокинуть и опустить открытый край эвдиометра в воду, налитую в кристаллизатор. Закрепить эвдиометр в штативе (фиксируйте, но не зажимайте сильно его лапку).

Подвести под эвдиометр газоотводную трубку. Если уровень мениска воды в эвдиометре находится выше шкалы, необходимо немного приподнять эвдиометр и пустить в него небольшой пузырь воздуха.

На технических весах определить массу выданного образца металла (от 100 до 200 мг). Полученное значение записать в лабораторный журнал.

Отмерить цилиндром и перелить в реакционную колбу 10-15 мл раствора хлороводородной кислоты HCl(1:2).

Взвешенный кусочек металла положить в горлышко колбы, повернутой горизонтально, чтобы растворение металла не началось до полной сборки системы.

Колбу закрыть пробкой с газоотводной трубкой, обеспечив герметичность системы улавливания газа.

Записать значение объема воды в эвдиометре до начала опыта.

Колбу поставить в вертикальное положение, чтобы металл упал в кислоту.

После завершения выделения водорода записать конечное значение объема.

1.3.2. Оформление лабораторного отчета и расчет результата

Зарисовать схему прибора.

Написать уравнение реакции между металлом (Al,Fe,SnилиZn) и хлороводородной кислотой.

Записать экспериментальные данные по следующей форме:

m – масса металла, г;

V₁– объем газа в эвдиометре до растворения металла, дм³;

V₂– объем газа в эвдиометре после растворения металла, дм³;

V^о_э(Н₂) = 11,2 дм³/моль – объем моля эквивалентов водорода (н.у.);

M_э(Н) = 1 г/моль – молярная масса эквивалента водорода;

t – температура в лаборатории,^оС ;

Т – температура в лаборатории, К;

Т_о– стандартная температура 273 К;

Р_атм– атмосферное давление по барометру, мм.рт.ст. (перевести в кПа);

Р_о – стандартное давление (760 мм рт.ст. = 101,325 кПа)

h₁– давление насыщенного водяного пара, при температуре проведения опыта (взять из табл. 1.3, перевести в кПа);

h₂– давление столба воды в эвдиометре по окончании опыта.

Для выбора значения h₁ использовать данные табл.3.

Величину h₂рассчитать по формуле:

h₂=ρ(H₂O) ·g·h(H₂O),

где ρ(H₂O) = 1000 кг/м³– плотность воды;

g= 9,81 м/с²– ускорение свободного падения;

h(H₂O) – высота столба воды в эвдиометре, м.

Расчет молярной массы эквивалента металла

Привести объем выделившегося водорода к нормальным условиям по уравнению (1.3):

Парциальное давление водорода в эвдиометре P = Р_атм–h₁–h₂;

объем выделившегося водорода в условиях опыта V=V₂–V₁.

Рассчитать массу выделившегося водорода, воспользовавшись следствием из закона Авогадро:

ν(Н₂) =V/V_m;

m(Н₂) = ν(Н₂) ·M(H₂).

Рассчитать молярную массу эквивалента металла двумя способами: используя первый и третий вариант уравнения (1.10).

Таблица 1.3

Давление насыщенного водяного пара при различной температуре

t,оС	Давление пара, мм рт.ст.	t,оС	Давление пара, мм рт.ст.
15	12,79	21	18,65
16	13,63	22	19,83
17	14,53	23	21,09
18	15,48	24	22,38
19	16,48	25	23,76
20	17,54	30	31,32

Расчет погрешности определения М_э(Ме)

После расчета величины М_э(Ме) узнать у преподавателя, какой металл использовали в опыте.

По данным Периодической системы вычислить истинное значение М_э^о(Ме), используя формулу для расчетаf_ээлемента (табл. 2).

Рассчитать относительную ошибку определения М_э(Ме) по формуле

При относительной ошибке, превышающей 5%, в выводах указать предположительную причину значительного отклонения результата от истинного значения.