Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТА И ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ МЕТАЛЛАПО ВОДОРОДУ Цель работы: практически, опытным путем научиться определять эквивалент и эквивалентную массу металла по объему газа, выделенного в ходе реакции. Научиться проводить различные рациональные расчеты с использованием закона эквивалентов.
Теоретическая часть Из закона постоянства состава, кратных и объемных отношений следует, что элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях, которые называют эквивалентами или эквивалентными массами. Для определения эквивалентов и эквивалентных масс нужно знать, что такое моль и мольная масса. Моль ─ это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определяемого сорта, равное постоянной Авогадро (6,02·1023). Например: 3·1024 молекул воды составят 5 моль. Мольная (молярная) масса вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.). Масса 1 моля вещества выражается в г/моль. Например: молярная масса Н2О и атомная масса кислорода соответственно равны 18 и 16 а.е.м., их мольные массы равны 18 г/моль и 16 г/моль. Эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например, в соединениях НВr, Н2О, РН3 эквиваленты брома, кислорода, фосфора соответственно равны 1 моль, 1/2 моль, 1/3 моль. Масса одного эквивалента называется его эквивалентной массой. Так, в приведенных выше примерах эквивалентные массы брома, кислорода, фосфора соответственно равны 79,9 г/моль, 16:2 = 8 г/моль, 31:3= 10,3 г/моль. Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или с одним эквивалентом любого другого вещества. Расчеты, связанные с определением эквивалентных масс, проводятся по закону эквивалентов: массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам). Математически закон выражается зависимостью: , (1) где m (V) ─ массы (объемы) реагирующих веществ; Э (Vэкв.) ─ эквивалентные массы (объемы). Эквивалентную массу простого вещества можно вычислить по формуле: , где ─ мольная масса атома элемента, В ─ валентность элемента. Так например, эквивалентные массы водорода и кислорода соответственно равны: Эквивалентный объем газа можно вычислить по формуле: . Так например, эквивалентные объемы водорода и кислорода соответственно равны: . Эквивалентные массы сложных веществ можно вычислить по формулам: (2) где nO, nOH, nH, nMe – число атомов кислорода, гидроксильных групп, атомов водорода, металла соответственно в оксиде, основании, кислоте, соли; В – валентность; 8 – эквивалентная масса кислорода; 1 – эквивалентная масса водорода; 17 – эквивалентная масса гидроксильной группы. В данной работе определение эквивалентной массы металла основано на измерении объема водорода, вытесненного активным металлом из разбавленной кислоты. Измеренный объем водорода при условиях опыта приводится к нормальным условиям: (3) затем по формуле (1) определяют эквивалентную массу.
Прибор для определения эквивалента металла состоит из бюретки 1, соединенной резиновыми трубками, снабженными зажимом 4, с воронкой 2 и двухколенной пробиркой 3. Прибор смонтирован на штативе Бунзена. Рис.1.1. Прибор для определения эквивалента металла
Практическая часть
Реактивы и посуда Прибор для определения эквивалента металла (рис.1.1), барометр, термометр, мерный цилиндр емкостью 10 мл, воронка, 10%-ный раствор соляной кислоты, металлический магний.
1. В одно колено пробирки 3 внесите магний, а в другое колено пробирки через воронку налейте около 12 мл 10%-ного раствора соляной кислоты. Наденьте двухколенную пробирку на пробку, соединенную резиновой трубкой с бюреткой. 2. Необходимым условием протекания опыта является герметичность всей системы, поэтому проверьте прибор на герметичность. Для этого воронку 2 опустите или поднимите на 25─30 см и держите на одном уровне 1─2 минуты. Если уровень воды в бюретке 1 не изменится за это время, то прибор герметичен. Если же уровень воды в бюретке будет снижаться или подниматься до уровня воды в воронке, то вращательными движениями добейтесь плотного прилегания всех пробок и снова проверьте герметичность прибора. 3. Убедившись в герметичности прибора, отметьте уровень воды в бюретке 1, а затем постепенно (первая порция кислоты должна быть небольшой во избежание бурного выделения газа) наклоните двухколенную пробирку так, чтобы кислота перелилась в колено с магнием. 4. По окончании реакции подождите 1 минуту, пока газ примет температуру помещения, и измерьте объем водорода, вытесненного магнием. Для этого установите воронку на такой высоте, чтобы вода в воронке и бюретке была на одном уровне, то есть газ находился при атмосферном давлении. Деление бюретки, против которого установится уровень воды, будет соответствовать объему выделившегося водорода при условиях проведения опыта. ( Если в начале опыта уровень воды находился не на нулевой отметке, то из конечного показания уровня воды надо вычесть число, соответствующее начальному уровню воды). В таблицу 1.1 запишите значения указанных в ней величин.
Таблица 1.1. Параметры для расчета эквивалента металла
Р0 – давление при нормальных условиях, равное 101325Па; Т0 – температура при нормальных условиях, равная 273 К.
Определите давление Р по барометру и температуру Т по термометру. Давление насыщенного водяного пара h, соответствующее температуре опыта Т, выпишите из табл. 1.2.
Таблица 1.2. Давление насыщенного водяного пара при различных температурах
Расчет Напишите уравнение реакции магния с соляной кислотой. Измеренный объем водорода V приведите к нормальным условиям по уравнению (3): . Из математического выражения (1) закона эквивалентов определите эквивалентную массу магния: . Определите теоретическое значение эквивалентной массы магния по формуле: , где ─ мольная масса металла; В ─ валентность металла. Сравните полученное практическое значение эквивалентной массы Э магния с теоретическим значением Эт. Рассчитайте процент относительной ошибки опыта по формуле: .
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |