ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Э

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ МАГНИЯ»
Цель работы. Определить эквивалентную массу металла по
количеству выделившегося водорода, сравнить полученное значение с
теоретическим.
Приборы и реактивы. Установка для определения эквивалента
металла (рис. 1): пробирка (1), газоотводная трубка (2), бюретка (3),
химическая воронка (4). Металлический магний. Раствор 2 н НСl.
Рис. 1. Прибор для определения эквивалента металла
Порядок выполнения работы
1. Получить у преподавателя навеску металла.
2. Определить условия эксперимента:
– температуру по термометру;
– атмосферное давление по барометру, находящемуся в
лаборатории.
3. Закрыть пробирку пробкой от газоотводной трубки и определить
начальный уровень жидкости в бюретке (Vнач.).
4. Сняв пробирку с прибора, заполнить ее на ¼ соляной кислотой.
Затем быстро опустить металл. Закрыть пробирку пробкой от газоотводной
трубки, после чего закрепить на место.
5. Наблюдать растворение металла и выделение водорода.
Выделяющийся водород собирается в бюретке.
6. После прекращения выделения водорода замерить конечный уровень
жидкости в бюретке (Vкон.).
7. Оформить полученные данные в виде протокола по образцу.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Название
m
t
T
P
P
Единицы
измерения
г
о
С
K
мм рт. ст.
Па
PH 2 O
мм рт. ст.
PH 2
мм рт. ст.
PH 2
Па
Vнач.
мл
Vкон.
мл
VH 2
мл
Обозначение
Масса металла
Температура опыта
Абсолютная температура опыта
Атмосферное давление
Атмосферное давление
Давление насыщенного водяного
пара при температуре опыта
Парциальное давление водорода
Парциальное давление водорода
Исходный уровень жидкости
в бюретке
Конечный уровень жидкости
в бюретке
Объем выделившегося водорода
при температуре опыта
VH 2  Vкон.  Vнач.
Величины
Vо , H
13
Объем выделившегося водорода
при н.у.
Масса выделившегося водорода
14
Эквивалентная масса водорода
M Э, H
15
Эквивалентный объем водорода
VЭ , H
16
Эквивалентная масса металла
теоретическая
Эквивалентная масса металла
практическая
а) через массу водорода;
б) через объем водорода при н.у.
Ошибка опыта
М Э, Ме(т)
г/моль
М Э, Ме(п)
г/моль
ΔЭ
%
12
17
18
л
2
mH 2
г
2
2
г/моль
л/моль
8. Все расчеты по приведенным ниже формулам производить в отчете.
9. Написать уравнение реакции между металлом (магнием) и раствором
соляной кислоты.
10. Сделать вывод по работе. Объяснить отклонение практического
значения от значения теоретического.
Расчеты
1. Определить парциальное давление водорода по формуле:
PH 2  P  PH 2 O .
Давление насыщенного водяного пара ( PH 2 O ) приведено в приложении
(табл. 1).
2. Объем выделившегося водорода, при нормальных условиях (н.у.),
рассчитать по объединенному газовому закону:
PoVo PV

,
To
T
где Po – атмосферное давление при нормальных условиях;
Po = 760 мм рт. ст. = 101325 Па;
Тo – температура при нормальных условиях, Тo = 273 K;
Vo – объем водорода, измеренный при нормальных условиях, мл;
P – атмосферное давление при условиях опыта, мм рт. ст.;
Т – температура при условиях опыта, K;
V – объем водорода, измеренный при условиях эксперимента, мл.
3. Массу выделившегося водорода рассчитать по уравнению состояния
идеального газа (уравнение Менделеева – Клайперона):
PV 
m
RT ,
M
где R – универсальная газовая постоянная (R = 8,3144 Дж/моль·K);
m, M – масса и молярная масса газообразного вещества, г; г/моль;
T – температура опыта, K;
P – давление водорода при температуре опыта, Па;
V – объем водорода при условиях эксперимента, м3.
4. Пользуясь законом эквивалентов, определить практическое значение
эквивалентной массы металла через массу водорода и объем водорода.
m1
m
 2 ,
M Э,1 M Э, 2
V
m1
 o,2 ,
M Э,1 VЭ, 2
где m1 и MЭ,1 – масса и эквивалентная масса металла, г; г/моль;
m2 и MЭ,2 – масса и эквивалентная масса водорода, г; г/моль;
Vо,2 и VЭ,2 – объем водорода при нормальных условиях и
эквивалентный объем водорода, л; л/моль.
5. Вычислить теоретическое значение эквивалентной массы магния
M Э, Mg (тт 
АMg
валентность
.
6. По полученным значениям установить ошибку эксперимента:
М Э, Ме(т) М Э, Ме(п)
Э% 
100 .
M Э, Ме(т)