Из соотношения:
m5 = m3
Mэксп Mв
найдите молярную массу углекислого газа Мэксп, г/моль:
Мэксп = 29Dв
3) По уравнению Клапейрона-Менделеева.
Из уравнения
PV = n·RT или |
PV = |
m5 |
RT |
|
|||
|
|
M эксп |
|
где Р – атмосферное давление, Па (давление 1 мм рт.ст. соответствует 33,3 Па); V – объём углекислого газа, л; m5 – масса углекислого газа, г;
R = 8,314 Дж/(моль К) – газовая постоянная, рассчитайте молярную массу газа Мэксп, г/моль:
M эксп = m5 R T |
, |
PV |
|
12. Для каждого из способов оцените относительную погрешность определения молярной массы газа:
δ= | Мтеор −Мэксп | 100%
Мтеор
где Мтеор – теоретическая молярная масса углекислого газа, г/моль; Мэксп – экспериментально найденная молярная масса, г/моль.
В выводах укажите, какими методами определяли молярную массу газа, перечислите факторы, влияющие на погрешность эксперимента.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Определение молярной массы эквивалента металла
Необходимые приборы и реактивы: собранный прибор для определения молярной массы эквивалентов металла (рис.1), навеска неизвестного металла, титрованный раствор соляной кислоты.
Порядок выполнения работы
1. Проверьте прибор на герметичность. Для этого плотно закройте пробки, воронку вместе с кольцом выньте из держателя и опустите вниз на 15–20 см. Если прибор герметичен, уровень воды в бюретке немного снизится и дальше останется без изменений. В случае негерметичности, найдите причину и устраните её.
10
Рис.1. Прибордля определения молярной массы эквивалентов металла газометрическим методом
1 – бюретка; 2 – пробирка; 3 – воронка; 4 – резиновая трубка; 5 – резиновая пробка; 6 – лабораторный стол; 7– штатив.
2.Опустите в пробирку воронку с трубкой и налейте через нее разбавленную соляную кислоту, заполнив приблизительно 1/3 объёма пробирки. Осторожно выньте воронку из пробирки так, чтобы она не коснулась её стенок.
3.Смочите водой край бумажной салфетки, в которую завёрнута навеска металла, и с помощью стеклянной палочки закрепите её на внутренней стенке пробирки немного выше уровня кислоты.
4.Осторожно, но плотно, закройте пробирку пробкой. Запишите уровень воды V1 в бюретке.
5.Стряхните навеску металла в кислоту. Наблюдайте, как выделяющийся водород, насыщенный водяным паром, вытесняет воду из бюретки.
6.Дайте пробирке охладиться до комнатной температуры. Газовая смесь в бюретке находится под давлением атмосферы и столбика воды за счёт разных уровней воды в бюретке и воронке. Чтобы исключить последнее, осторожно опустите кольцо с воронкой так, чтобы вода в воронке и бюретке оказалась на одном уровне. Запишите уровень воды в бюреткеV2.
7.Определите объём выделившегося водорода по формуле: V = V2 – V1, мл. Запишите эту величину в литрах.
8.Парциальное давление водорода в бюретке рассчитайте по формуле:
Р(Н2) = Р – h,
где Р – атмосферное давление, мм.рт.ст.; h – давление насыщенного водяного пара при комнатной температуре, мм.рт.ст.
11
Результаты измерений занесите в таблицу:
Параметры |
|
Условные |
Числовое |
|
|
обозначения |
значение |
||
|
|
|
||
Масса навески, г |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
Объём собранной газовой смеси (водород и |
|
V |
|
|
водяной пар) в условиях опыта, л |
|
|
||
|
|
|
||
Температура опыта, К |
|
|
T |
|
|
|
|
||
Атмосферное давление (по барометру), мм.рт.ст. |
Р |
|
||
|
|
|
|
|
Давление насыщенного |
водяного пара |
при |
h |
|
температуре опыта, мм.рт.ст. |
|
|
||
|
|
|
||
Обработка результатов опыта |
|
|||
1. Приведите объём |
выделившегося |
водорода к нормальным |
||
условиям: |
|
|
|
|
Vo = V (P −h) To Po T
где V – объём выделившегося водорода, л; Т – температура опыта, К;
Ро = 760 мм.рт.ст.; То = 273 К.
2. Рассчитайте экспериментальную молярную массу эквивалента металла по формуле:
Mэквэксп(Me) = m(Me) Vэкв(H2 ) |
, |
Vo (H2 ) |
|
где Vэкв(Н2) = fэкв(H2)∙Vm – молярный объём эквивалентов водорода.
3. Определите молярную массу металла при условии его двухвалентности
M эксп(Me) = |
M эксп(Me) |
, где fэкв(Me) = |
1 |
|
экв |
|
|||
fэкв(Me) |
валентность |
|||
|
|
Найдите в периодической таблице металл с близким значением молярной массы и рассчитайте теоретическую молярную массу
эквивалентов этого металла M эквтеор .
4. Оцените относительную погрешность эксперимента по формуле:
δ = |
| M теор −M эксп | |
100% |
|
экв |
экв |
||
|
M эквтеор |
|
|
В выводах укажите, каким методом определяли молярную массу эквивалентов металла; сформулируйте закон, лежащий в основе метода; укажите факторы, влияющие на погрешность эксперимента.
12