Вопросы к семинару

1. Техника лабораторных работ со стеклом (разрезание, сгибание, оплавление, запаивание трубок, изготовление капилляров).

2. Правила подбора и сверления пробок.

3. Химическая посуда, указать назначение каждой. Мытье химической посуды. Как проверить ее чистоту?

4. Какую посуду называют мерной, а какую – измерительной? Правила работы с нею. Устройство и назначение промывалки.

5. Схема конструкции лабораторных весов. Правила взвешивания.

6. Какое физическое свойство в жидкостных термометрах используется при определении температуры? Какие жидкости, кроме ртути, можно применять для этой цели?

7. Ареометры. Их назначение, точность определения с помощью денсиметра. Правила пользования ареометром.

8. Различные способы отделения осадка от раствора: фильтрование (для чего используют складчатый фильтр?), декантация, центрифугирование. Указать недостатки и преимущества каждого. Что такое центрифугат, фильтрат? Виды фильтров. Фильтрование с обогревом, под вакуумом. Как провести фильтрование, если имеется всего 3 капли мутного раствора?

Эквивалент

Эквивалентом вещества в реакциях обмена называется его реальная частица (атом, ион, молекула) или условная (нереальная) частица (доля атома, иона, молекулы), которая равноценна иону . Реальные частицы – это, в частности, однозарядные ионы , , и т.п., а условная – например, треть молекулы фосфорной кислоты (т.е. ее фактор эквивалентности (f) равен 1/3) [8].

В окислительно-восстановительных реакциях (ОВР) эквивалент – это частица вещества, участвующая в передаче 1 электрона (е):

или .

Данные частицы – реальные; а условной в ОВР является, например, при осуществлении процесса в нейтральной среде. (В этих условиях перманганат-ион принимает 3 электрона, следовательно, 1 е присоединяется к 1/3 данного аниона, т.е. [8]). Мольная масса эквивалентов вещества рассчитывается по формуле: , и может быть определена экспериментально, как описано ниже.

Лабораторная работа «Определение мольной массы эквивалентов»

С обрать установку (рис. 3). Она состоит из штатива (1), на котором крепятся бюретка на 50 мл (2), реакционная пробирка (3)¹ и стеклянная воронка (4), соединенные между собой резиновыми шлангами (5), пробками с отверстиями (6) и стеклянными трубками (7).

Бюретку укрепить на штативе так, чтобы нулевое деление оказалось на уровне глаз наблюдателя. Не присоединяя пробирку, заполнить установку (через воронку) водой. Уровень ее в бюретке должен быть на нулевом делении, а в воронке – находиться в средней ее части.

Проверить установку на герметичность. Для этого присоединить пробирку и опустить воронку вниз на 15–20 см. Уровень воды в бюретке несколько опустится и останется постоянным (если установка негерметична, то уровень воды в бюретке будет непрерывно опускаться, приближаясь к уровню воды в воронке).

После проверки герметичности отсоединить пробирку, на дно ее поместить взвешенную (с точностью до 0,001г) навеску исследуемого металла (около 0,02 г Zn или 0,009 г Mg или Al). Затем быстро, чтобы избежать потерь водорода, прилить двукратный избыток 1М H₂SO₄ к навеске цинка или магния, а в случае алюминия – 10% щелочь и сразу же плотно присоединить пробирку к установке.

Взаимодействие кислоты с цинком идет при комнатной температуре, а с железом требует нагрева (для чего погружают реакционный сосуд в стакан с горячей водой). Реакцию алюминия со щелочью следует ускорить нагреванием в конце опыта.

Водород, выделяющийся в результате взаимодействия металла с раствором кислоты или щелочи, вытесняет из бюретки воду. Воронку при этом надо опускать и стараться держать воду в ней и в бюретке на одном уровне, чтобы давление газа внутри установки было все время близким атмосферному.

Когда весь металл растворится, прекратится и понижение уровня воды в бюретке, однако окончательный отсчет показаний делается лишь после того, как пробирка охладится до комнатной температуры, и только после приведения к одному уровню жидкости в бюретке и в воронке.

Записать в отчет массу металла – m, г; объем вытесненного газа в условиях опыта – V, мл; температуру опыта – t, ⁰C; давление по барометру – p, атм.; давление насыщенного пара воды при температуре опыта – h, мм рт.ст. (см. табл. 7).

Таблица 7. Зависимость давления водяного пара (в миллиметрах рт.ст.) от t (⁰С)

Температура	Давление	Температура	Давление	Температура	Давление
1	4,93	11	9,84	21	18,65
2	5,29	12	10,52	22	19,83
3	5,68	13	11,23	23	21,07
4	6,10	14	11,99	24	22,38
5	6,54	15	12,79	25	23,76
6	7,01	16	13,63	26	25,21
7	7,51	17	14,53	27	26,74
8	8,05	18	15,48	28	28,35
9	8,61	19	16,48	29	30,04
10	9,21	20	17,54	30	31,82

Привести объем выделившегося водорода к нормальным условиям (н.у.), при этом надо учесть, что общее давление газа в бюретке, равное атмосферному р, складывается из парциальных давлений водорода и водяного пара. Таким образом, объем водорода при н.у. определяется по формуле¹:

.

Затем рассчитать мольную массу эквивалентов металла, соответствующую 1,008 г водорода (по объему – 11 200 мл ), используя равенство: .

Опыт провести два раза, величину найти как среднее из двух определений. Сравнить полученное ее значение с рассчитанным по формуле: и оценить абсолютную и относительную ошибку эксперимента. Чем она обусловлена?