2. Лабораторна робота "Визначення молярної маси еквівалента металу методом витіснення водню"

Метод грунтується на вимірювані об'єму водню, який виділяється з кислоти при дії на неї металу.

Прилад, який використовується з цією метою (рис.1), складається із бюретки для збирання водню 1 і вирівнювального посуду 2 (бюретка або лійка, тощо), з'єднаних між собою гумовою трубкою. В такі сполучені посудини наливають воду приблизно до верхньої мітки в бюретці 1, а в вирівнювальному посуді повинно залишитись місце для води, що буде витискуватись воднем із бюретки 1. Бюретку 1 зверху закривають пробкою з газовідвідною трубкою, до якої приєднують пробірку 3, де протікатиме реакція між кислотою та металом.

Об'єм водню, що виділиться в результаті реакції, визначають за різницею рівнів води в

бюретці 1 до і після досліду. При цьому рівень

води в посудинах 1 і 2 повинен бути однаковим,

щоб тиск газу в бюретці 1 дорівнював атмосфер-

ному.

3- - 2

Хід роботи.

Одержати наважку металу у лаборанта 1-

або викладача. В пробірку 3 налити соляної кис-

лоти (1/4 пробірки); тримаючи пробірку в нахиле-

ному стані, помістити наважку металу (не опуска-

ючи в кислоту) на стінку біля отвору пробірки і

закрити пробірку пробкою з газовідвідною

т

Рис. 1. Прилад для визначен-ня молярної маси еквівалента металу

рубкою від бюретки 1.

Перевірити прилад на герметич-

ність. Для цього, не займаючи пробірки

з бюреткою 1, перемістити вирівнювальний

посуд 2 разом з лапою штативу таким чином, щоб рівень води в ньому став на 10-15 см вище, чим в бюретці 1. Якщо різниця рівнів не змінюється, то прилад герметичний; якщо ж рівні води в посудинах 1 і 2 вирівнюються, то прилад не герметичний, пропускає повітря, про що треба сказати лаборанту.

Переміщаючи посудину 2, привести воду в посудинах 1 і 2 до одного рівня і відмітити рівень води в бюретці 1 (a₁, мл). Рівень відмітити по нижньому меніску води з точністю до 0,1 мл.

Струсити метал в кислоту (змити його кислотою). Спостерігати виділення водню і витискання води з бюретки 1.

Після закінчення реакції дати пробірці охолонути на повітрі, після чого знову привести воду в посудинах 1 і 2 до одного рівня і відмітити рівень води в бюретці 1 (a₂, мл). За різницею рівнів розрахувати об'єм водню, що виділився V(H₂) = a₂ - a₁.

Запис результатів досліду.

1.Номер металу - . Маса металу - г;

2.Рівень води в бюретці 1 на початку досліду, а₁ - мл;

3.Рівень води в бюретці 1 в кінці досліду, а₂ - мл;

4.Об'єм водню, що виділився V(H₂)  a₂ - a₁  мл ;

5.Температура, t^oC - ;

6.Атмосферний тиск, p - ;

7.Тиск насиченої водяної пари, p(H₂O) - ;

8.Парціальний тиск водню, p(H₂) p - p(H₂O)  .

Розрахунки

(за бажанням студента розрахунок може виконуватись і за іншою схемою)

1.Привести об'єм водню до нормальних умов, використавши рівняння газового стану:

2.Розрахувати молярну масу еквівалента металу:

де: 11200 мл/моль – об'єм 1 моль еквівалента водню (еквівалентний об'єм).

3.Розрахувати молярну масу металу(екпериментальну):

де: -кількість електрон-переходів в процесі:

4.Розрахувати відносну похибку експерименту:

5.Написати рівняння взаємодії металу з хлоридною(соляною) кислотою і зробити висновок

а)досліджуваний метал -

б)рівняння реакції досліджуваного металу з кислотою

в)молярна маса металу -

г)відносна похибка експерименту, % -