Лабораторная работа №1.
Определение молярной массы эквивалентов металла ?методом вытеснения водорода.
Цель работы: ознакомление с понятием эквивалента вещества и методикой расчёта, связанной с законом эквивалентов.
Теоретическая часть.
ответить в тетради для лабораторных работ на вопросы:
1. Что называется эквивалентом (дать определение)
2. Эквивалентное число вещества В (Zв) – это целое число и Zв ? 1, не имеет размерности и определяется химической реакцией, в которой данное вещество В участвует.
Записать как найти Zв для
а)металла,
б)молекулы простого вещества,
в) оксида,
г)кислоты,
д) основания
е) соли.
3. Записать формулировку закона эквивалентов. Записать формулы закона, выраженные через массу веществ и объемы газов, отметив, что объемы газов берутся приведенные к н.у.
4. Написать чему равен молярный объем эквивалентов водорода (формулу, значение, единицы измерения).
Экспериментальная часть
Метод основан на измерении объёма водорода, который выделяется из кислоты при действии её с металлом.
Me + 2HCI = MeCl2 + H2.
Из уравнения определите валентность металла. Запишите в какой группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева (ПСЭМ) находится искомый металл.
Ход работы
1. Разверните бумажку и в одно из колен пробирки Оствальда поместите навеску металла, запишите массу навески металла m(Ме), г.
2. В другое колено на 1/3 налейте соляной кислоты (НCl).
3. Аккуратно, присоедините пробирку Оствальда к бюретке 1.
4. Проверьте герметичность прибора
(Для этого, переместите бюретку 2 так, чтобы уровень воды в ней стал на 10…15 см ниже, чем в бюретке 1. Если прибор герметичен («держит»), то уровень воды в бюретке 1 несколько снизится и останется без изменения. Если же уровень в бюретке 1 всё время будет понижаться, прибор не герметичен).
5. Верните первоначальное положение бюретки и закрепите в штативе на такой высоте, чтобы уровень воды в бюретке 1 оказался на отметке «0».
6. Измерить объем водорода V1, мл.
7. Провести реакцию, перелив кислоту в колено с металлом.
8. После полного растворения металла установите на одной высоте уровень воды в бюретках 1 и 2.
9. Запишите объем V2, мл.
10. Отсоедините пробирку Оствальда и положите на дно раковины.
11. Запишите давление и температуру в лаборатории на момент проведения опыта.
Исходные данные для 1-78к
t = 19°С
р = 758 мм рт.ст. и РН20 =16,5 мм рт.ст.
Вычисления:
По результатам расчета заполните таблицу
Первый способ расчета
1. Объем выделившегося водорода:
, мл
2. Выделяющийся при реакции металла с кислотой водород содержит примесь паров воды. Поэтому давление газа в системе представляет сумму парциальных давлений водорода и насыщенного водяного пара РН20 при температуре опыта
Вычислите парциальное давление водорода по формуле:
, мм рт.ст.
3. Приведите объем выделившегося водорода к нормальным условиям:
где – парциальное давление водорода при н.у. (величина постоянная), мм рт.ст.
– температура при н.у., К
4. Вычислите значение экспериментальной молярной массы эквивалентов металла по уравнению закона эквивалентов:
где – объем эквивалентов водорода при н.у.,т.е. , мл/моль
- молярный объем газа (величина постоянная), мл/моль,
- число эквивалентности молекулы водорода.
5. Вычислите значение экспериментальной молярной массы металла по формуле:
ZМе – число эквивалентности метала, найденное из уравнения реакции:
Me + 2HCI = MeCl2 + H2.
6. Используя периодическую таблицу (ПСЭМ), определите значение истинной молярной массы металла, запишите что за металл использовался в опыте.
7. Вычислите значение истинной молярной массы эквивалентов металла:
8. Вычислите относительную ошибку опыта:
Второй способ расчета
1. Вычислите значение массы вытесняемого водорода по уравнению Клапейрона-Менделеева:
R – универсальная газовая постоянная,
2. Вычислите значение экспериментальной молярной массы эквивалентов металла, пользуясь уравнением закона эквивалентов:
где – молярная масса эквивалентов водорода, г/моль.
Сравните и с истинным значением молярной массы эквивалентов металла
Сделайте вывод по работе, согласуйте его с целью работы.