Визначення молярної маси еквівалента металу

Запитання і задачі:

1. Що називається хімічним еквівалентом? Закон еквівалентів, його математична формула.

2. Як визначити молярні маси еквівалентів атомів елементів, оксидів, кислот, основ, солей, окисників і відновників в окисно-відновних реакціях? (Навести приклади).

3. Оксид тривалентного елемента містить 3,36% оксигену. Визначити молярну масу еквівалента елемента, його оксиду і молярну масу елемента.

4. В результаті дії хлоридної кислоти на цинк утворилось 4,48 г гідрогену (н.у.). Скільки цинку в грамах прореагувало?

5. При згоранні 1,5 г двовалентного металу використано 0,69 л оксигену (н.у.). Визначити молярну масу еквівалента металу і оксиду.

6. Визначити молярну масу еквівалента:

а) ортофосфорної кислоти в реакціях:

H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

б) гідроксиду алюмінію в реакціях:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlСl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃+ 2HCl = AlOHCl₂+ 2H₂O

Al(OH)₃ + HCl = Al(OH)₂Cl + H₂O

7. При якій температурі 2 л оксигену будуть мати масу 1 г, якщо тиск становитиме 101,325 кПа?

Проведення досліду

Основою методу визначення молярної маси еквівалента металу є реакція розчинення металу в кислоті і вимірювання об’єму водню, що виділився, наприклад:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Збирають лабораторну установку, схема якої зображена на рис. 1.

Рис. 1. Пристрій для визначення молярної маси еквівалента цинку

Молярну масу еквівалента металу (в даному випадку цинку) знаходять за кількістю витисненого водню у такій послідовності:

1. У кристалізатор 6 наливають до половини об’єму воду кімнатної температури. Циліндр 5місткістю 250 мл заповнюють водою вщерть, а потім надлишок води зрізають папером або скляною пластиною так, щоб у циліндр не потрапило повітря. Притримуючи папір, циліндр перевертають, занурюють у воду кристалізатора й фіксують його за допомогою штатива 1.

2. Перевіряють герметичність колби 3 із відводною трубкою 4. Для цього кінець відвідної трубки занурюють у воду, а повітря в колбі нагрівають руками. Якщо при цьому у воду проходять бульбашки повітря, система герметична.

3. Відвідну трубку 4 підводять під циліндр 5і придавлюють її. Кислоту HCl вливають через воронку в колбу, намагаючись не замочити горло колби, куди кладуть шматок металу Zn (колба в нахиленому стані). Змочують водою пробку з відводною трубкою й ретельно (дуже важливо) закривають колбу.

4. Колбу ставлять вертикально, і метал падає в кислоту. Водень, що виділяється, збирається в циліндрі, витискуючи воду.

5. Коли водень перестає виділятись, відмічають його нижню границю в циліндрі. Вимірюють висоту h –за різницею рівнів водив циліндрі й кристалізаторі.

6. Прилад розбирають. У циліндр наливають води за об’ємом стільки, скільки було водню. Потім об’єм води визначають мірним циліндром. Так знаходять об’єм одержаного водню.

Р о з р а х у н к и

m – маса металу, г;

v – об’єм водню , мл;

t – температура, ^о С;

p – атмосферний тиск, кПа;

P_{H O} - тиск насичених парів води, кПа (дод.1);

h – висота водяного стовпа, мм;

1. Розраховують парціальний тиск водню в циліндрі:

P_H = Р - P_{H O} - , кПа

13,6 – густина меркурію, г/см³;

133,3 – перевідний коефіцієнт мм/рт.ст. в Па.

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

V_o = ;

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

Е_М = ,

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

4. Розраховують відносну похибку досліду, % :

n = ⁺ 100%.

МЕТОДИЧНІ ПОРАДИ