Порядок выполнения работы. Краткие теоретические положения.
Краткие теоретические положения.
Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, а также быть каким-либо другим образом равнозначной одному атому или иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Молярная масса эквивалента –это масса одного моля эквивалента вещества:
где z – эквивалентное число; – фактор эквивалентности.
Фактор эквивалентности – число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода.
Молярный объем эквивалента газа – объем, занимаемый 1 молем эквивалента рассматриваемого газа:
Закон эквивалентов:
Вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
Другая формулировка закона:
Массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их молярным массам эквивалентов (объемам эквивалентов):
Оборудование и реактивы.
1. Прибор для определения эквивалента металла. Он состоит из двух бюреток, укрепленных на штативе и соединенных резиновой трубкой. Этот сообщающийся сосуд заполнен водой приблизительно до половины бюреток. Одна из бюреток сверху закрыта пробкой с газоотводной трубкой, к которой присоединяют пробирку, где происходит реакция между кислотой и металлом. Другая бюретка служит приемником для воды, вытесняемой выделяющимся при реакции водородом. Объем выделившегося водорода определяют по разности уровней воды в любой из бюреток до и после опыта при давлении в закрытой бюретке, равному атмосферному. Давление газа в бюретке равно атмосферному, если в обеих бюретках находится на одном уровне.
Даже при комнатной температуре пар над поверхностью воды обладает заметным давлением. Это следует учитывать при вычислении объема газа, собранного над водой. Поэтому для определения парциального давления водорода P(H2) необходимо от общего (атмосферного) давления, под которым находится водород, вычесть давление насыщенного водяного пара h.
2. Навеска металла (х.ч.);
3. Раствор хлороводородной кислоты HCl 2н.
Порядок выполнения работы.
1. Поместите в пробирку с раствором HCl навеску порошка металла и закройте пробирку пробкой с отводной трубкой от бюретки.
2. Отметьте уровень воды в бюретке (мл). Отчет производится по нижнему мениску воды с точностью до 0,1 мл.
3. Наблюдайте выделение водорода и вытеснение воды из бюретки. По окончании реакции зафиксируйте объем выделившегося водорода (мл) по уровню вытесненной воды.
4. Данные для расчетов:
а) t = 22 0C;
б) Р = 757 мм.рт.ст.;
в) h = 19,827 мм.рт.ст.;
г) P(H2) = P – h (мм.рт.ст.);
д) m – масса металла, г;
е) V(H2) – объем выделившегося водорода, мл.
5. Расчеты.
Метод основан на измерении объема водорода, выделившегося в ходе реакции: Me + nHCl = MeCln + n/2H2
1) Приведем объем выделившегося водорода к н.у., используя уравнение Клапейрона – Менделеева:
2) Согласно закону эквивалентов:
Выразим
3) Рассчитаем молярную массу металла по формуле для z = 1 – 3.
4) В таблице элементов Д.И. Менделеева (в гр. I – III) по значению молярной массы металла определяем металл.
5) Для этого металла рассчитываем теоретическое значение молярной массы эквивалента:
6) Вычисляем относительную ошибку опыта по формуле:
Форма отчета.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Название работы и описание цели ее выполнения.
2. Ответы на контрольное задание.
3. Расчеты.
4. Уравнение химической реакции взаимодействия металла с HCl.
5. Выводы.
Контрольное задание.
Вычислите молярные массы эквивалентов для KAl(SO4)2 по уравнениям реакций:
KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = KCl + AlCl3 + 2BaSO4
KAl(SO4)2 + 3KOH = 2K2SO4 + Al(OH)3