х лаб2. Определение молярной массы эквивалента металла. Цели работы

• Название: Определение молярной массы эквивалента металла. Цели работы
• Дата: 20.12.2018
• Размер: 25.22 Kb.
• Имя файла: х лаб2.docx
• Тип: Документы; #61114

Определение молярной массы эквивалента металла.

Цели работы: определить молярную массу эквивалента металла методом вытеснения водорода из раствора кислоты; установить, какой это металл.

Схема прибора для определения молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода из раствора кислоты приведена на рис.

Основными структурными единицами вещества являются атомы, молекулы, ионы, эквиваленты.

Эквивалент – реальная частица (атом, молекула, ион) или условная частица (доля атома, молекулы, иона), равноценная одному иону водорода Н в кислотно-основных реакциях или одному электрону е в окислительно-восстановительных реакциях. Обозначается Э (вещество). 

Молярная масса эквивалента вещества – масса 1 моль (610)²² эквивалентов данного вещества. Обозначается М эк (вещество). Выражается в граммах на моль [г/моль]. 

Для окислительно-восстановительной реакции, идущей в работе, закон эквивалентов можно записать как: 

m1/М эк1 V2 /Vэк 2, где m1 и М эк1 масса и молярная масса вещества 1; V2 иVэк 2 объем и молярный объем эквивалентов газообразного вещества 2. Молярная масса эквивалента металла-восстановителя имеет вид

М эк М ат / z , где М ат молярная масса атомов металла, г/моль; z – число электронов, отданных атомом металла в ходе окислительно-восстановительной реакции

Ме0 z е МеZ.
Методика эксперимента.

1. 
   
   Заполнили кристаллизатор водой (на 3/4 объема).
   
   2. Подготовили эвдиометр к работе; заполнили его (с помощью стакана) водой полностью; зажали открытый конец эвдиометра большим пальцем; перевернули эвдиометр и погрузили его в кристаллизатор с водой; закрепили эвдиометр в лапке штатива так, чтобы открытый конец эвдиометра находился вблизи дна кристаллизатора.
   
   3. Проверили прибор на герметичность: закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой; опустили конец трубки в воду в кристаллизаторе; согрели пробирку руками. Выделение пузырьков воздуха в воде укажет на герметичность прибора.
   
   4. В вытяжном шкафу отмерили 5 мл HCl (1:1) с помощью мерного цилиндра. Перелили соляную кислоту в пробирку с помощью воронки.
   
   5. Получили навеску опилок металла у преподавателя. Внешняя обертка с указанием массы навески. Навеска опилок в папиросной бумаге.
   
   6. Держа пробирку с кислотой в наклонном положении, поместили навеску металла в папиросной бумаге на сухую стенку пробирки так, чтобы она не касалась кислоты.
   
   7. Закрыли пробирку плотной пробкой.
   
   8. Конец газоотводной трубки под водой осторожно ввели в эвдиометр.
   
   9. Повернули пробирку в вертикальное положение так, чтобы навеска металла упала в кислоту.
   
   10. Осторожно (не нарушая герметичности) встряхнули пробирку.
   
   11. Поставили пробирку в штатив.
   
   12. После окончания химической реакции (прекращение выделения пузырьков через 10 мин) дайте системе охладиться до комнатной температуры (8…10 мин).
   
   14. Запишите показания комнатного термометра: t,С (точность 0.5С); барометра: ратм , мм рт. ст., Па (точность 0.5 мм рт. ст.); (1 мм рт. ст. = 133.3 Па).
   
   15. Значение парциального давления водяных паров р Н 2О при температуре опыта найдите в прил. 1.
   
   Схема установки:
   
   
   
   Рис 1. Схема установки: 1 – штатив; 2 – чашка с водой; 3 – эвдиометр; 4 – пробирка с газоотводной трубкой; 5 – деревянный штатив.
   

1. 
   
   Атмосферное давление записали по показаниям барометра:
   

2. 
   
   Комнатную температуру зафиксировали ртутным термометром:
   
3. 
   
   21 ºС + 273 = 294 К
   

Экспериментальные результаты:

		Условия опыта
Навеска металла mMe, кг	Температура Т, К		Атмосферное давление Р, Па	Парциальное давление водяного пара h, Па		Объем водорода Vt, м3	Парциальное давление водорода РН2= Р-h, Па
0,218	294		102680	2486		26,2	100194

Обработка результатов.
Приведите объем выделившегося водорода к нормальным условиям


(н. у.):
p0 V0 / T0 = p1 V1 / T1;

V0 = p1 V1 / T1  T0 / p0,
гдеV0 – объем выделившегося водорода (н. у.);


2. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла, используя закон эквивалентов:
М эк = mVэк (Н 2 ) /V0 ,
где М эк – молярная масса эквивалента металла, г/моль;m – навеска мета
( V_эк= 11,2 л/моль):

3. Определите молярную массу атомов металла:

М ат = zМ эк .

4. Вычислите абсолютную ( М эк теор М эк пр ) [г/моль]

и относительную | М эк теор М эк пр | / М эк теор 100 [%] погрешности определения,

где М эк теортеоретическая молярная масса атомов металла.
В таблице Менделеева нашли соответствующий элемент в нашем случае это Al.

5. Приведите уравнение окислительно-восстановительной реакции.
Уравнение реакции:
0 +1 +3 0

2Al+6HCl 2AlCl₃+3H₂

0 - +3

Al-3e Al
+1 -1 0

6H + 6e 3 H₂
Вывод: В процессе выполнения лабораторной работы была достигнута цель работы, то есть мы определили химический эквивалент металла, использованного в эксперименте (≈ 27 г/моль.). Кроме того, по данным опыта и по теоретическим расчётам была найдена погрешность , и определено название металла . В таблице Менделеева нашли соответствующий элемент в нашем случае это Al.