лаба 1. Отчет по лабораторной работе 1 Определение молярной массы эквивалента металла

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 Определение молярной массы эквивалента металла
• Дата: 01.10.2019
• Размер: 44.01 Kb.
• Имя файла: лаба 1.docx
• Тип: Отчет; #88226

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт цветных металлов и материаловедения

Кафедра : физической и неорганической химии

Отчет по лабораторной работе №1

«Определение молярной массы эквивалента металла»

Преподаватель _____________________ Д. О. Криницын


Студент ЦМ19-03(б),№ 061940874 _____________________ А. И. Никонова


Красноярск 2019


Содержание:

Введение_______________________________________________________________

Теоретическая часть______________________________________________________

Экспериментальная часть_________________________________________________

Расчеты ________________________________________________________________

Вывод__________________________________________________________________

Список литературы_______________________________________________________

Введение:

Цель работы: экспериментальным путём определить молярную массу эквивалента металлов (Zn, Al), используя метод вытеснения водорода из кислоты.

Актуальность: при минимуме информации, и в целях экономии времени проводить расчёты

Теоретическая часть:

Эквивалентом - вещества в реакциях обмена называется его реальная частица или условная частица (доля), которая равноценна иону H+.

В окислительно-восстановительных реакциях (ОВР) эквивалент – это частица вещества, участвующая в передаче 1 электрона (е).

Мольная масса эквивалентов вещества рассчитывается по формуле

M-молярная масса

f-(фактор эквивалентности)- это число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в данной кнслотно-основнон реакции или одному электрону в данной реакции окисления — восстановления. 

Моль — количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода¹²C.

Закон эквивалентов:Вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

Но удобнее пользоваться: Массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональных их эквивалентным массам (объемам):

Закон Авогадро: В равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул.

Закон Дальтона: Давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.

Уравнение Менделеева-Клапейрона:

Определение объема водорода:

Мольная масса эквивалента металла, соответствующая 1,008 г водорода: 𝑀𝑓=11200𝑚/𝑉0

Абсолютная ошибка

Относительная ошибка:

Экспериментальная часть

Приборы и оборудование:Установка(рис.1):она состоит из штатива (1), на котором крепятся бюретка на 50 мл (2), реакционная пробирка (3)1 и стеклянная воронка (4), соединенные между собой резиновыми шлангами (5), пробками с отверстиями (6) и стеклянными трубками (7),пробирка, колба, спиртовка лабораторная.
Рисунок 1


Реагенты:

• 
  Zn((2шт.) навеска)
  
• 
  Al(фольгированый (2шт.))
  
• 
  HCl(2М(молярный))
  
• 
  NaOH(10%, плотность 1,1 г/мл)
  
• 
  H2O(дистиллированная)
  

Подготовка и проведение опыта:

Перед работой необходимо проверить установку на герметичность. Для этого присоединить пробирку и опустить воронку вниз на 15–20 см. Уровень воды в бюретке несколько опустится и останется постоянным (если установка негерметична, то уровень воды в бюретке будет непрерывно опускаться, приближаясь к уровню воды в воронке) .

Система герметична, отсоединяем пробирку, на ее дно помещаем навеску известного металла. К навеске цинка прилить 5мл одномолярного раствора соляной кислоты (HCl), а к навеске алюминия – 5 мл 10% раствора щелочи (NaOH) и быстро и плотно присоединить пробирку к установке.

Для быстроты проведения опыта следует нагревать реактивы.

Zn+HCl=H2↑+ZnCl2

2Al+2NaOH+6H2O=3H2↑+2𝑁𝑎[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]
Водород, выделяющийся в результате взаимодействия металла с раствором кислоты или щелочи, вытесняет из бюретки воду. Воронку при этом необходимо отпускать, держа воду в ней и в бюретке на одном уровне, чтобы давление газа внутри установки было все время близким атмосферному. Когда весь металл растворится, прекратится и понижение уровня воды в бюретке, однако окончательный отсчет показаний делается лишь после того, как пробирка охладится до комнатной температуры(для этого пробирку поместить в колбу с холодной водой), и только после приведения к одному уровню жидкости в бюретке и в воронке.

Расчеты

Количество 10%(плотность1.11г/л) NaOH для растворения 20мг Al:27мл

V=mNaOH/p=0,03/1,110,1=0,27л; mNaOH=nAlM(NaOH)=0,0240/27=0,03г

Количество двумолярной соляной кислоты для растворения 30 мг Zn:36,5мл

V=n/C= 73/2=36,5мл; nHCl=2nZn=36,52=73моль

Примечание: В таблицу внесены данные с учетом прореагировавшеговещества.

№	m(мг)	V(конеч.)-(мл)	t, °C	p, мм рт. ст.	h, мм рт. ст.
1(Zn)	17,9	7,1	22	738	19,83	6,2	31,6
2(Zn)	20,2	8,9	22	738	19,83	7,78
3(Zn)	24,8	9,5	22	738	19,83	8,3
4(Al)	26,7	28	22	738	19,83	24.5	12,2

Привести объем выделившегося водорода к нормальным условиям (VH2), учитывая, что общее давление газа в бюретке, равное атмосферному р, складывается из парциальных давлений водорода и водяного пара, можно по формуле: 𝑉0=𝑉(𝑝−ℎ)∙273/(273+𝑡)∙760

Получаем:

V1=7,1мл(738-19.83мм рт. ст.)273=6,2мл

(273+22)760
V2=8,9мл(738-19,83)273=7,78мл

(273+22)760
V3=9,5мл(738-19,83)273=8,3мл

(273+22)760
V4=28мл(738-19,83)273=24,5мл

(273+22)760

Расчет молярной массы эквивалента металла, соответствующей 1,008 г водорода (по объему – 11200 мл H2), производится по формуле: 𝑀𝑓=11200𝑚/𝑉0

Получаем:
Mf1=11200мл/моль0,0179мл/6,2мл=32,3г/моль

Mf2=11200мл/моль0,0202мл/7,78мл=29г/моль

Mf3=11200мл/моль0,0248мл/8.3мл=33,5г/моль

Mf4=11200мл/моль0,0267мл/24,5мл=12,2г/моль

Расчет через:

Mf(Al)=271/3=9г/моль

Mf(Zn)=651/2=32,5г/моль

Абсолютная ошибка:

Zn=|32,5-31,6|=0,9

Al=|9-12,2|=3,2

Относительная ошибка:

Zn=0,9/32,5100%=2,77% (Эта погрешность допустима, она произошла из-за непостоянности температуры.)

Al=3,2/9100%=35,5% (Эта погрешность недопустима.)

вывод

Выполняя данную лабораторную работу, ознакомились с методами вычисления и экспериментального определения масс эквивалентов элементов. Работа сводилась к нахождению эквивалентной массы металлов (Al, Zn). Из закона эквивалентов: Для этого были сделаны некоторые наблюдения и измерения, произведены нужные подсчеты.

Список литературы:

Аналитическая химия Часть 1 (1989)

Н. Л. Глинка «Общая химия» 2005г.

Неорганическая химия: в 2 ч. Часть 1. Общие вопросы химии: лаб. практикум [Электронный ресурс] / сост. Р.Б. Николаева, А.С. Казаченко. 2012г.