Опыт№1. Определение молярной массы эквивалента неизвестного металла методом вытеснения водорода

Вопросы для самостоятельной подготовки к лабораторной работе

1. Сформулируйте определение понятий ''атом'', ''молекула'', ''химический элемент'', ''вещество'', ''аллотропия''. Приведите примеры.

2. Чего больше существует в природе: химических элементов или простых веществ? Почему?

3. Можно ли из одного простого вещества получить другое простое вещество? Ответ мотивируйте.

4. Что является единицей количества вещества? Дайте определение.

5. Чем отличаются между собой индекс и коэффициент?

6. Сформулируйте определение понятий: «относительная атомная масса (A_r)»; «относительная молекулярная масса вещества (M_r)»; «молярная масса вещества (М)».

7. Запишите формулу, которая показывает взаимосвязь между массой вещества, молярной массой и количеством вещества.

8. Закон сохранения массы вещества и закон постоянства состава с современной точки зрения.

9. Сформулируйте закон Авогадро. Чему равен молярный объём газа при нормальных условиях?

10. Дайте определение понятий: ''химический эквивалент'', ''фактор эквивалентности''; ''молярная масса эквивалента''.

11. Является ли химический эквивалент постоянной величиной?

12. Сформулируйте закон эквивалентов и напишите его математическое выражение.

Химические эквиваленты металлов, стоящих в ряду активности левее водорода, определяются методом вытеснения водорода из кислот.

Приборы и реактивы: установка для определения молярной массы эквивалента металла, состоящая из бюретки, воронки, пробирки и штатива; термометр; барометр; бюретка, заполненная 1н. раствором НСl; навески металлов (Mg, Сd, Zn).

Ход опыта:

1. Изучите и зарисуйте в тетрадь схему прибора для определения эквивалента:

4 5 1.Штатив

2 2.Воронка уравнительная

3.Пробирка с кислотой

4. Образец металла

5. Резиновая пробка

6. Бюретка с делением, заполненная

3 7 подкрашенной водой.

7. Гибкий шланг.

6 1

Рис. 1

2. Получите от преподавателя пакетик с точной навеской неизвестного металла (масса навески в граммах указана на внутренней стороне пакетика).

3. Проверьте прибор на герметичность. Для этого, не трогая бюретку с пробиркой, при плотно вставленных пробках, перемещаем воронку вверх. Если прибор герметичен, то при поднятии воронки уровень воды в бюретки немного поднимается, а при опускании понижается. Если уровень воды в бюретке не меняется, либо наоборот непрерывно повышается или понижается, то прибор не герметичен, о чём следует сообщить преподавателю или лаборанту.

4. Передвижением воронки приведите воду в бюретке и воронке к одинаковому уровню. Если уровень оказывается ниже нулевого деления, отметьте и запишите этот уровень воды в бюретке, произведя отсчёт по нижнему делению жидкости с точностью до 0,1 мм.

5. В чистую сухую пробирку от прибора осторожно, чтобы не замочить её стенки, налейте из бюретки 5 мл разбавленной серной кислоты.

6. Держа пробирку в наклонном положении, поместите навеску металла из пакетика на сухую стенку пробирки, так, чтобы металл не соприкасался с кислотой.

7. Присоедините пробирку к прибору, плотно закрыв её пробкой, следя затем, чтобы не было реакции.

8. Стряхните навеску в кислоту. Запишите стехиометрическое уравнение происходящей реакции. Если реакция идёт медленно содержимое пробирки осторожно подогрейте пламенем спиртовки.

9. По окончании реакции, когда уровень воды в бюретки перестанет понижаться (т. е. весь металл провзаимодействует с кислотой), дайте пробирке остыть до комнатной температуры (это проверяется рукой), после чего приведите воду в бюретке и воронке к одинаковому уровню. 10. Отметьте и запишите в тетрадь уровень воды в бюретке, показания комнатного термометра и барометра во время опыта и проведите обработку результатов.

Форма записи наблюдений:

1. Номер образца металла и его внешний вид.

2. Навеска металла m(г).

3. Температура в лаборатории – t (⁰С).

4. Общее атмосферное давление – Ратм. (мм. рт. ст.).

5. Давление насыщенного водяного пара – h (мм. рт. ст.).

6. Уровень воды в бюретке до реакции – V₁ (мл).

7. Уровень воды в бюретке после реакции – V₂ (мл).

Обработка результатов:

1. Вычислите объём выделившегося водорода при условиях опыта V = V₂ -V₁ (мл).

2. Приведите объём выделившегося водорода к нормальным условиям, используя объединённые уравнения газового состояния: , где

V₀- объём выделившегося водорода при н. у., мл.;

р₀- парциальное давление водорода при н.у., равное 760 мм рт ст.;

Т₀- температура, 273К;

V- объёма выделившегося водорода при условиях опыта; мл;

Т- температура опыта (t+273), К;

Р - парциальное давление водорода при данных условиях мл. рт.ст. (см. приложение 1).

Необходимо учесть, что даже при комнатной температуре пар над поверхностью воды обладает заметным давлением. Поэтому для определения парциального давления водорода необходимо от общего (атмосферного) давления, под которым находится водород, вычесть давление насыщенного водяного пара (h): Pн₂=P_атм - h, тогда

V (Pатм - h) T_о V (Pатм – h) 273

V = --------------------- = ------------------------- (мл)

T P_о (t + 273) 760

3. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла (Мэ(ме)согласно пропорции:

Мэ(ме) вытесняет при н. у. 11200 мл водорода

m (г) металла ¾ ¾¾ ¾ V₀ мл водорода

4. Сравнивая найденную молярную массу эквивалента металла с теоретическим значением молярной массы эквивалентов металлов (Mg, Сd, Zn), определите, какой металл был взят для реакции. Запишите уравнение реакции взаимодействия металла с соляной кислотой.

5. Вычислите абсолютную и относительную ошибки опыта.

Dабс= М(Э)_теор. – М(Э)_практ.

Dотн=(⁰/₀)

Опыт №2. Закон эквивалентов. Доказательство справедливости закона эквивалентов для реакций взаимодействия солей со щелочами.

Приборы и реактивы: пипетки на 5мл и на10 мл, конические колбы 2шт., воронка, 0,05н раствор CuSO₄, 0,1н раствор NaOH, фильтр.

Ход опыта:

1. Отберите пипеткой 10 мл 0,05н раствора CuSO₄ и перенесите его в коническую колбу.

2. Рассчитайте объём 0,1н раствора NaOH, необходимый для полного осаждения гидроксида меди (II) из 10 мл раствора её соли, используя формулу закона эквивалентов в титриметрическом анализе:

C_{1 NaOH} · V_{1 NaOH} = C_{2 (1/2CuSO4)} · V_{2 (1/2CuSO4)}, где

С₁ и С₂ – молярные концентрации эквивалентов реагирующих веществ, моль/л

V₁ и V₂ – объёмы реагирующих веществ, л.

3. В колбу с раствором CuSO₄ прилейте рассчитанный объём раствора NaOH и перемешайте. Что вы наблюдаете? Ответ комментируйте уравнением соответствующей реакции.

4. Отфильтруйте раствор от осадка в другую колбу.

5. К фильтрату добавьте ещё несколько капель раствора NaOH. Образуется ли осадок? Почему? Напишите соответствующее уравнение реакции.

Дата добавления: 2014-10-23