Определение атомной массы металла по удельной теплоёмкости

Предложите способ определения молекулярной массы с помощью других газовых законов.

6.Что такое кристаллогидраты? Приведите примеры.

7.Почему диоксид углерода, получающийся в аппарате Киппа, промывают сначала раствором гидрокарбоната натрия, а потом серной кислоты?

8.Как правильно записать точную массу предметов, взвешенных: а) на технохимических весах; б) на аналитических весах.

9. Опишите правила взвешивания на различных типах весов. Как правильно пользоваться разновесами?

10.Что такое количество вещества (моль)? Как определить количество вещества исходя из массы, объёма или количества молекул веществ?

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: электропечь; калориметр; термометр 0-100°С с делением 0,1°С; калориметрические тела; весы технохимические с разновесом; стаканы 100 — 500 мл; стеклянная палочка.

ХОД РАБОТЫ:

Для определения удельной теплоёмкости металла собираемся калориметр и прибор для нагревания металла. Простейший калориметр изготавливается из нескольких стаканов, вставленных друг в друга. Во внутренний маленький стакан наливается вода, остальные необходимы для создания воздушной теплоизоляционной прослойки.

Прибор для нагревания металла также состоит из трёх стаканов различной ёмкости, вставленных друг в друга таким образом, что дно каждого стакана не соприкасается с дном другого. В отличие от калориметра, во все три стакана наливается вода: в маленький стакан - 50 мл, а в остальные - такое количество, чтобы уровень воды во внешнем стакане был выше, чем во внутреннем.

Кусок металла весом до 150 г, очищенный наждачной бумагой и взвешенный с точностью до 0,1 г, закрепляется при помощи прочной нитки на стеклянной палочке и погружается в стакан с водой так, чтобы не касался дна и стенок стакана. Нагревательный прибор ставится на электропечь. Металл оставляется в кипящей воде на 10 -15 минут.

Маленький стакан калориметра взвешивается. В него наливается 50 мл воды и точно определяется её объём. Термометром измеряется температура воды в калориметре и записывается в таблицу, это и будет температура металла.

Калориметр ставится рядом с нагревательным прибором, и нагретый металл как можно быстрее переносится в стаканчик калориметра. Калориметр отставляется от нагревательного прибора. Тотчас же начинаются наблюдения за изменением температуры, при непрерывном перемешивании воды. Отсчёт времени производится через каждые 10 секунд: пока температура не достигнет максимума, а затем не начнет падать. Полученные данные записываются в таблицу.

Данные опытов	Номер опыта
Вес металла – mM, г
Начальная температура металла — tM, °C
Начальная температура калориметра – t min, °C
Объём воды в калориметре – V, мл
Максимальная температура воды в калориметре - t max, °C
Масса стекла стакана - mc, г

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА:

1. Определить приблизительно вес части стакана, соприкасающейся с водой в калориметре. Удельная теплоёмкость воды - Св = 4,18 Дж/г·град. Удельная теплоёмкость стекла - Сс = 0,80 Дж/г·град.

2. Определить удельную теплоёмкость металла - См, Дж/(г·град):

См · m_M · (t_M - t max) = Св · V · (t max - t min) + Сс · m_c· (t max - t min)

3. Определить атомную массу металла по закону Дюлонга и Пти.

4. Рассчитать абсолютную и относительную ошибки опыта.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятия атома, молекулы, элемента, простого вещества.

Что выражают (показывают) атомная и молекулярная массы?

2. Сформулируйте закон Дюлонга и Пти. Напишите его выражение.

3. Как, пользуясь измеренной удельной теплоёмкостью металла и законом эквивалентов, определить точную атомную массу металла?

4. Что такое количество вещества (моль)? Как определить количество вещества исходя из массы, объёма или количества молекул веществ?

1.3.5.Определение эквивалента металла по объёму вытесненного водорода

Приборы, посуда и реактивы: весы технохимические с разновесом, барометр, термометр 0-100°С, штатив с держателем, бюретки на 50-100 мл, двухколонная пробирка Оствальда, зажим, каучуковые трубки, пробки с отверстиями, пипетка на 5-10 мл, металлическая стружка.

Ход работы:

Соберите прибор и проверьте его на герметичность. Для этого две бюретки, соединённые каучуковой трубкой и заполненные водой, закрепляют в штативе. Одно из колен прибора закрывают пробиркой Оствальда, используя пробки с отверстиями, каучуковую трубку и зажим. Затем попеременно опускают и поднимают открытое колено. Если прибор герметичен, то уровень воды в бюретке с пробиркой не должен резко колебаться. Устанавливают уровень жидкости в колене с пробиркой на нуле, причём глаз наблюдателя и нижний край мениска должны быть на одном уровне.

В одно из колен пробирки поместите точную навеску металла, а в другое - введите пипеткой 3-5 мл соляной кислоты (1:1). Загерметизируйте прибор и осторожно приведете в соприкосновение кислоту и металл. Под давлением водорода, образующегося при взаимодействии металла с кислотой, вода переходит в уравнительное колено. Заметьте объём выделившегося газа. После окончания реакции охладите пробирку Оствальда в стакане с холодной водой, а затем путём опускания открытого колена приведите воду к одному уровню. Отметьте новое положение уровня жидкости в колене с пробиркой, а также показания термометра и барометра.

Обработка результатов эксперимента:

1. Навеска металла - m_M, г.

2. Объём водорода - V, мл.

3. Атмосферное давление - Ратм, мм. рт. ст.

4. Температура – t, °C.

5. Давление водяного пара при t°C - Рн₂о, мм. рт. ст.

6. Парциальное давление водорода - Рн₂ = Ратм – Рн₂o, мм. рт. ст.

7. Определите объём водорода при нормальных условиях - V°н₂, мл (Р = 1 атм или 101,3 кПа, Т = 273 К).

8. Найдите массу водорода – m (н₂), г:

1000 мл Н₂ - 0,09 г

V°н₂, мл - m (н₂), г

9. Рассчитайте эквивалент металла – Е_Ме, г/моль (по массам и эквивалентному объёму водорода).

10. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешность.

Контрольные вопросы

1.Сформулируйте закон химических эквивалентов.

2.Что называется эквивалентом элемента и эквивалентом сложного вещества? Приведите примеры.

3.Как вычисляются эквивалентные массы (М_Е) кислот, солей и оснований?

Приведите примеры.

4. Как вычисляют эквивалентные массы в химических реакциях? Приведите примеры.

5.Как вычислить эквивалентные массы веществ в окислительно-восстановительных реакциях

Дата добавления: 2014-10-17