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