Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТА И ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ МЕТАЛЛА

ПО 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

m, г P, Па Т, К V , мл Р0, Па Т0, К V0, мл h, Па
               

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

Т, К
h, Па


 

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...