Лабораторная работа по химии 1-3 (NPI)


Кафедра                         Определение эквивалентной
Лабораторная работа №1
инженерной                   массы металла по объему
экологии                        выделенного  водорода



      Цель работы: ознакомиться с методикой определения и  расчета  молярной
массы эквивалента металлов.
      Оборудование и материалы: штатив, две бюретки на 50 [pic], пробирка  с
газоотводной трубкой, термометр, барометр, аналитические  весы  и  разновес,
навеска металла около 0,01 г, 2,5М  раствор HCl.

                         Методика выполнения работы.

      По  объему  вытесненного  водорода  можно  определить  молярные  массы
эквивалентов активных металлов (магния, алюминия, цинка и  т.д.),  способных
вытеснять водород из разбавленных кислот.
      Прибор для определения молярной
массы эквивалента металлов, изображенный
на рисунке, состоит из:
   1. Двух бюреток на 50 [pic], соединенных
   резиновой трубкой;
   2. Реакционной пробирки;
   3. Газоотводной трубки;
   4. Штатива.
      Перед началом работы испытывают прибор  на  герметичность.  Для  этого
соединяют верхний конец правой бюретки с пробиркой, опускают  левую  бюретку
на 15-20 см, и наблюдают 3-5 мин. За положением  уровня  воды  в  ней.  Если
прибор герметичен, то уровень воды в бюретке за это время не изменится.  При
понижении уровня нужно исправить дефект в приборе.
      После этого наливаем в пробирку  4,5  [pic]  2,5М  раствора  хлористо-
водородной кислоты, 5 капель раствора [pic] катализатора. Папиросную  бумагу
с навеской металла смачивают каплей воды и приклеивают к  внутренней  стенке
пробирки над кислотой. Пробирку с кислотой и металлом плотно присоединяют  к
прибору; бюретки устанавливаем так, чтобы уровни воды в них были одинаковы.
      Записываем показания бюретки до опыта. Затем встряхиваем  пробирку,  и
металл попадает в кислоту.  Тотчас  начинается  выделение  водорода  и  вода
вытесняется из правой бюретки в левую. Левую бюретку при этом надо  опускать
и во время опыта держать воду на одном уровне, чтобы  давление  газа  внутри
прибора было все время близко к атмосферному.
      Пока идет реакция, мы записываем показания барометра и термометра;  по
таблице определяем давление насыщенных паров воды.
      Когда весь металл растворился, прекратится  понижение  уровня  воды  в
бюретке. Окончательно точный  отчет  показаний  бюретки  производится  после
охлаждения прибора до комнатной температуры (через 10-15 мин.)

                  Результаты измерений записываем в форме:
Масса металла,  [pic] =                      , [pic].
Показания бюретки до проведения реакции,  [pic] =              , [pic]
Показания бюретки после реакции,  [pic] =              , [pic]
Объем выделившегося водорода, [pic]= [pic]- [pic]  =                       =
              , [pic]
Температура  окружающей  среды   [pic]   =        ,[pic]     [pic]         =
, [pic]
Атмосферное давление  [pic]                        , [pic]
Давление насыщенных паров воды  [pic]                  , [pic]
Парциальное давление  водорода   [pic]                                     =
              , [pic]

      Объем выделившегося водорода приводим к нормальным условиям на  основе
уравнения состояния идеального газа, объединяющего законы  Бойля-Мариотта  и
Гей-Люссака:
                                   [pic] ,
где [pic] - нормальное давление, равное 101,325 кПа; [pic] - объем газа  при
нормальных  условиях,  [pic];  [pic];  [pic]-  парциальное  давление  сухого
водорода; [pic]- объем газа в условиях опыта; [pic]-  температура  опыта  по
абсолютной шкале температур.
      Таким образом, объем  водорода,  приведенного  к  нормальным  условиям
определяется        по        уравнению        [pic]        ,         [pic]=
   =              [pic]
[pic]        ,          [pic]=                                             =
[pic],              где   [pic]-   масса   металла;   [pic]-   объем   газа,
приведенный к нормальным условиям; [pic] - молярный объем эквивалента  газа.
Молярный объем эквивалента водорода, составляющий  [pic]  объема  его  моля,
занимает при нормальных условиях [pic].

          Давление насыщенного водяного пара в равновесии с водой.
|[pic], [pic]       |[pic], [pic]       |[pic], [pic]       |[pic], [pic]       |
|15                 |1705               |21                 |2486               |
|16                 |1817               |22                 |2643               |
|17                 |1937               |23                 |2810               |
|18                 |2064               |24                 |2983               |
|19                 |2197               |25                 |3167               |
|20                 |2338               |26                 |3361               |

      Затем мы вычисляем теоретическую величину молярной  массы  эквивалента
металла и находим относительную ошибку определения:
           [pic]                       [pic][pic]           [pic]
      Вывод:



Работу выполнил учащийся   Работу проверил:
группы ИС-02-Д1                    преподаватель
Савельев Сергей
Владимирович