Визначення молярної маси еквівалента металу Запитання та задачі

1. Дати визначення хімічного еквівалента елемента.

2. Сформулюйте закон еквівалентів та запишіть його математичну формулу.

3. Визначити молярні маси еквівалентів наступних речовин: MnO₂, Ca(OH)₂, H₂SO₄, KMnO₄, Al₂(SO₄)₃.

4. З 1,3 г гідроксиду металу (ІІ) добуто 2,85 г сульфату цього металу. Вирахувати молярну масу еквівалента цього металу.

5. Привести до нормальних умов 1 л водню, взятого при температурі 25С і тиску 93,325 кПа.

6. Який об’єм водню, виміряного за нормальних умов, виділиться при взаємодії з кислотою 5 г металу (ІІ), молярна маса еквівалента якого дорівнює 20 г/моль?

Проведення досліду

Основою методу визначення молярної маси еквіваленту металу є реакція взаємодії цього металу з кислотою і вимірювання об’єму водню, що виділився, наприклад:

Zn + 2HCl_(р)ZnCl₂ + H₂

Збирають лабораторну установку, схема якої зображена на рис.1 таким чином:

а

б

h

Рис. 1. Прилад для визначення еквівалента металу об’ємним методом

1. У кристалізатор наливають до половини об’єму воду кімнатної температури. Циліндр місткістю 250 мл заповнюють водою “з верхом”, а потім надлишок води зрізують папером так, щоб у циліндр не потрапило повітря. Притримуючи папір, циліндр перевертають, занурюють у кристалізатор з водою та фіксують за допомогою штатива.

2. В колбу, за допомогою лійки, наливають кислоту. Кількість її повинна бути такою, щоб у положенні (а), яке зображене на рис. 1, кислота не потрапляла в горловину колби.

3. Колба закріплюється у штативі в положенні (а), як показано на рис.1.

4. Наважку металу вміщують в горловину колби, уникаючи контакту з кислотою. Колбу герметично закривають пробкою з відвідною трубкою.

5. Перевіряють герметичність колби з відвідною трубкою. Для цього кінець відвідної трубки занурюють у воду, а повітря в колбі нагрівають руками. Якщо при цьому у воду проходять бульбашки повітря, система герметична. Відвідну трубку підводять під циліндр.

6. Колбу закріплюють вертикально в лапці штативу (рис.1 положення б), метал падає у кислоту і в результаті взаємодії з нею утворюється водень, що потрапляє, витискаючи воду, у циліндр .

7. Коли водень перестає виділятись, відмічають склографом його нижній рівень в циліндрі. Вимірюють за допомогою лінійки висоту газового стовпа (h).

8. Прилад розбирають. У циліндр наливають води за об’ємом стільки, скільки було водню. Потім об’єм води вимірюють мірним циліндром, і таким чином знаходять об’єм одержаного водню (V).

9. Дані досліду записують у робочий журнал.

Дані досліду

Наважка металу m, мг.

Об’єм водню V, мл.

Висота стовпчика води в циліндрі h, мм.

Атмосферний тиск Р, кПа.

Температура повітря в лабораторії t, С.

Тиск водяної пари Р _H2O, мм (див. дод. 1).

Розрахунки

1. Розрахуйте парціальний тиск водню в циліндрі, кПа:

, кПа.

2. Об’єм водню, що виділився, приводять до нормальних умов

(Р = 1 атм, або 101,3 кПа, Т=273 К):

, мл.

3. Молярну масу еквівалента металу розраховують за формулою, що випливає із закону еквівалентів:

,

де 11200 мл – молярний об’єм еквівалента водню за нормальних умов.

4. Розраховують відносну похибку досліду, %:

%.

Лабораторна робота №2