Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

ХИМИЯ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

Иркутск 2005

Химия. Методические указания к выполнению лабораторных работ.

Составили: З.Н. Топшиноева, В.П. Зуева, А.Н. Волков, О.В. Лебедева. –Иркутск: 2005. - 32 с., ил.

Практикум по химии предназначен для студентов 1 курса, обучающихся по техническим направлениям и специальностям. Включает описание девяти лабораторных работ. Каждой лабораторной работе предшествует краткое теоретическое введение.

Библиогр. 5 назв. Рис. 1. Табл. 4.

Рецензент доцент кафедры химии Г.М. Белозерова

Лабораторная работа 1 определение молярной массы эквивалентов цинка

Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять или выделять один ион водорода в кислотно-основных реакциях (или один электрон в окислительно-восстановительных реакциях). Единицей количества эквивалентов является моль. Моль эквивалентов – это количество вещества, содержащего 6,0210²³ эквивалентов. Масса моль эквивалентов называется молярной массой эквивалентов (М_Э) и выражается в г/моль.

Для расчета молярной массы эквивалента можно использовать формулы:

1 ) для элемента

где М_А – молярная масса атомов данного элемента; В - валентность атома

2 ) для сложного вещества

где М – молярная масса данного элемента; В - валентность функциональной группы; n – число функциональных групп в молекуле.

Для кислот функциональной группой является ион водорода, для оснований – гидроксид-ион, для солей – ион металла. Например,

Э квивалент вещества можно рассчитать по формуле:

Н апример,

Э квивалент может быть равен единице или быть меньше единицы.

И спользуя определение молярной массы эквивалента, можно сформулировать закон эквивалентов: массы участвующих в реакции веществ пропорциональны молярным массам их эквивалентов.

Выполнение работы

Один из методов определения молярной массы эквивалентов металла основан на реакции растворения металла в избытке кислоты и измерении объема выделившегося водорода. По объему водорода вычисляют его массу, а затем молярную массу эквивалентов металла.

Определение молярной массы эквивалентов металла производится в приборе, изображенном на рисунке. Прибор состоит из трех частей: колбы А, двугорлой склянки Вульфа Б и приемника В. Отверстия двугорлой склянки закрываются резиновыми пробками, через которые проходят стеклянные трубки: короткая, оканчивающаяся сразу под пробкой, и длинная, доходящая почти до дна склянки. Короткая стеклянная трубка соединяется резиновой трубкой с колбой А, а длинная - со стеклянной трубкой Г, опущенной в приемник В.

Р аботу следует выполнять в следующем порядке. Наполните водой двугорлую склянку. В колбу налейте 10-15 мл соляной кислоты. Закрепите колбу в горизонтальном положении. Получите у преподавателя навеску цинка и поместите ее в сухое горло колбы. Закройте колбу резиновой пробкой и проверьте герметичность прибора. Для этого откройте зажим Д и вдуйте воздух в прибор через стеклянную трубку Г. В приборе создается избыточное давление, вследствие чего вода из трубки Г вытекает. Когда давление внутри прибора станет равным атмосферному, вода из трубки перестанет течь. Закройте зажим Д. Если вода из трубки Г не уходит, прибор герметичен. Воду из приемника вылейте и поставьте его под трубку Г.

Наклоните колбу так, чтобы навеска цинка упала в кислоту, и откройте зажим. Водород, выделившийся при взаимодействии металла с кислотой, вытесняет воду из склянки Б в приемник В. Когда весь металл растворится, дайте прибору остыть, не закрывая зажима. Осторожно выньте из приемника трубку Г (следите, чтобы из нее не вылилась вода), измерьте мерным цилиндром объем воды в приемнике. Этот объем равен объему водорода, выделившегося при взаимодействии металла с кислотой. Запишите показания барометра и термометра. Исходные данные и результаты расчетов занесите в табл. 1.

Таблица 1