Результаты измерений и вычислений

Лабораторная работа №2

Определение молярной массы эквивалента металла

Цель работы: рассчитать эквивалентную массу металла (Me), измерив,

объем водорода, выделившегося при его взаимодействии с кислотой.

Теоретическая часть

Вывод формулы для расчета M_Э (Ме).

Закон эквивалентов по отношению к реакции взаимодействия данной массы

металла (m(Me)) с кислотой, с выделением определенного объема водорода

V_t (H₂ ) имеет следующий вид:

=

где m – масса Ме, г; M_Э (Ме) - эквивалентная масса Ме, г/моль; V_t (H₂₎ -

объём водорода, выделившегося в условиях реакции, мл; V_tЭ (H₂ ) -

эквивалентный объем водорода, мл.

Mэ Me = (2.1)

V_tэ(H₂) = (2.2)

Эквивалентный объем водорода в 2 раза меньше его молярного объема, т.к.

эквивалентное количество водорода это 1 моль атомов водорода (Н), которое

составляет 0,5 моль молекул водорода (Н₂ ). 0,5 моль молекул водорода при

н.у. занимают объем 11,2 л.

Результат выполнения заданий для самостоятельной подготовки к лабораторной работе №2 :

№ варианта	№ задания , величина , её обозначение, еденица измерения

2.2 Практическая часть.

Описание установки: Для измерения объема водорода, выделившегося в результате взаимодействия металла с серной кислотой, используют эвдиометр (рисунок 2.1.). Резервуар Р и бюретка Б соединены с резиновой трубкой и заполнены водой. Бюретка закрыта пробкой с отводной трубкой, соединяющей бюретку и реакционную пробирку П. Если в пробирке проводить реакцию Me c кислотой, то выделившийся при этом водород будет увеличивать давление паров в бюретке и вытеснять воду из бюретки в резервуар Р в объеме, равном выделившемуся водороду

План эксперимента:

1. Заполните водой резервуар Р и бюретку Б, так чтобы уровень воды в бюретке при закреплении резервуара Р на штативе в верхнем положении был ниже нулевого деления бюретки Р. Пробирка П при этом должна быть снята с пробки.

2. Налейте в пробирку 4-5 мл серной кислоты.

3. Получите у преподавателя взвешенную с точностью 0,0001г порцию металла (навеска металла) в кульке из фильтрованной бумаги.

4. Запишите в таблицу 2.1. массу металла (m).
5. Откройте кулек, отогнув уголок фильтрованной бумаги, смочите его

дистиллированной водой с помощью стеклянной палочки, коснувшись бумаги смоченной водой палочкой. Приклейте мокрый уголок кулька к стенке пробирки и с помощью палочки установите кулек над поверхностью кислоты на расстоянии 1-1,5 см. закройте пробирку пробкой с трубкой, соединяющей ее с бюреткой.

6. Проверьте герметичность прибора, подняв сосуд Р на 10-15см выше уровня воды в бюретке, если по истечении 30с. уровень воды в бюретке останется постоянным, прибор герметичен. В противном случае проверить надежность всех соединений, плотнее закрыть пробками бюретку Б и пробирку П.

7. Верните резервуар Р в исходное положение, чтобы вода в бюретке и

резервуаре была на одинаковом уровне.

8. Определите уровень воды в бюретке (h₁), отметив положение на шкале бюретки нижней границы мениска жидкости. При определении положения мениска жидкости уровень глаз и мениска над поверхностью стола должны совпадать.

9. Стряхните осторожно пробирку, чтобы кулек упал в кислоту, прикрепите

пробирку резиновым кольцом к штативу и оставьте в покое до полного

растворения металла и охлаждения пробирки до комнатной температуры.

10. Запишите показания барометра, термометра. Найдите в справочнике

величину P_Н2О(2) , соответствующую измеренной температуре и занесите в

таблицу. Рассчитайте P_H2 , P_H2 = P_атм. – P_H2O

11. Вернитесь к опытной установке и, убедившись, что реакция закончилась

и пробирка не горячая, совместите уровни воды в бюретке и резервуаре;

опуская резервуар P, определите уровень воды в бюретке (h2), и запишите в

таблицу.

12. Рассчитайте объем выделившегося водорода Vt, как h₂-h1.

13. Вычислите VtЭ по формуле (2.2).

Таблица 2.1.

Результаты измерений и вычислений

Параметры	Обозначение	Размерность	Значение
Масса металла	М	г
Температура	Т	К
Атмосферное давление	Р атм	Па
Давление насыщенного пара	Р Н2О(2)	Па
Давление водорода	РН2	Па
Уровень воды в бюретке: А) до реакции Б) после реакции	h 1 h 2	Мл мл
Объем водорода в условиях реакции Эквивалентный объем H2в условиях реакции	Vt Vtэ	Мл Мл
Эквивалентная масса металла экспериментальная теоретическая	Мэ(Мe)	г/моль г/моль
Относительная ошибка эксперимента	ε	%

2.3 Расчёты и выводы

1. Рассчитайте Мэ(Ме) (2.1).

2. Используя зависимость М(Ме) э = М (Ме) / n, где n – валентность Ме,

рассчитайте эквивалентные массы для ряда металлов- Ca, Al, Mg, Zn сравните эти величины с определенной Вами и сделайте заключение, какой это металл. Занесите в таблицу теоретическое значение эквивалентной массы, указав какой металл.

3. Рассчитайте ε .

4. Сдайте отчет на проверку