Лаба №1Определение эквивалентной массы металла

Определение эквивалентной массы металла

Цель работы: определение эквивалентной массы металла, которая находится методом вытеснения водорода из раствора кислоты.

Основные теоретические положения: эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Эквивалентной массой называется масса одного эквивалента вещества.

Формулы для вычисления, перечень символов: Согласно закону эквивалентов массы, вступающие в реакцию веществ, пропорциональны эквивалентам этих веществ:

, где М1 и М2 – массы реагирующих веществ, кг; Э1 и Э2 – их эквиваленты.

Эквивалентная масса элемента:

Э = А/n , где А – масса одного моля атомов элемента;

n – его валентность.

Методика эксперимента

1. Получили навеску опилок металла у преподавателя.

2. Перед началом опыта проверили сосуд на герметичность.

3. Подготовили эвдиометр для собирания водорода. Заполнили его до краев водой (с помощью стакана), зажали открытый конец пальцем и, перевернув, погрузили в чашку с водой.

4. С помощью мерного цилиндра отмерили 5 мл раствора соляной кислоты HCl (в объемном соотношении I:I), влили ее через воронку в пробирку так, чтобы не замочить стенки изнутри. Держа пробирку в слегка наклонном положении, поместили внутрь на сухую стенку навеску опилок металла в папирусной бумаге, закрыли пробирку пробкой и конец газоотводной трубки подвели под водой внутрь эвдиометра.

5. Повернули пробирку в вертикальное положение (навеска металла при этом упала в кислоту) и поставили в деревянный штатив. После окончания химической реакции (прекращение выделения пузырьков газа) дали охладиться системе до комнатной температуры в течении 8-10 минут.

6. Атмосферное давление записали по показаниям барометра:

1 мм рт. ст. = 1, 333 · 10² Па

763 мм рт. ст. = 1001707,9 Па

7. Комнатную температуру зафиксировали ртутным термометром:

22 ºС + 273 = 295 К

8. Значение парциального давления водяных паров h при температуре комнаты нашли по таблице:

h = 2643,3 Па

9. Объем полученного водорода V_t = 31 · 10^-6 привели к нормальным условиям:

;

V₀ – объем выделившегося водорода при нормальных условиях (Т₀ = 273 К, Р₀ = 101325 Па), м³

Р_Н2 – парциальное давление водорода, Па;

Т – температура опыта.

10. Используя закон эквивалентов, рассчитали эквивалентную массу металла:

Э_Ме / 0,0112 = m_Ме / V₀

Э_Ме = м³/моль

Э_Ме – эквивалентная масса металла, кг/моль;

m_Me – навеска металла, кг;

0,0112 – эквивалентный объем водорода при нормальных условиях, м³/моль.

11. Вычислим по соотношению Э = А/n теоретическую эквивалентную массу металла Э_т

Э_т (Zn) = м³/моль

12. Вычислим абсолютную и относительную погрешности в определении эквивалентной массы металла в процентах:

Уравнение химической реакции в молекулярном и ионном виде:

2HCl + Zn ZnCl₂ + H₂

2H⁺ + 2Cl^- + Zn⁰ Zn²⁺ + 2Cl^- + 2H⁰

2H⁺ + Zn⁰ Zn²⁺ + 2H⁰

Схема установки:

Рис 1. Схема установки: 1 – штатив; 2 – чашка с водой; 3 – эвдиометр; 4 – пробирка с газоотводной трубкой; 5 – деревянный штатив.

Экспериментальные результаты:

		Условия опыта
Навеска металла mMe, кг	Температура Т, К		Атмосферное давление Р, Па	Парциальное давление водяного пара h, Па		Объем водорода Vt, м3	Парциальное давление водорода РН2= Р-h, Па
0,0880	295		101707,9	2643,3		31· 10-6	99064,6

Вывод: В результате работы был исследован способ определения эквивалентной массы металла, которая находится методом вытеснения водорода из раствора кислоты.