Целью работы является установление эквивалентной и атомной массы неизвестного металла и его определение по периодической сис- теме.
Эквивалентная масса металла определяется по водороду, который выделяется при взаимодействии металла с серной кислотой. Теплоем- кость металла сообщает преподаватель. Взвешивание металла произво- дится с точностью 0,001 г.
Описание установки. Реакция металла с кислотой проводится на специальной установке, изображенной на рисунке 2.
Установка собрана на химическом штативе (1). Она состоит из стеклянного реакционного сосуда (4), в котором находится кислота, мерной бюретки (5) для сбора выделяющего водорода и уравнительной воронки (6). Реакционным сосудом (4) является колба Вюрца объемом 50 мл с присоединенной пробиркой (2). Они соединены полихлорвини- ловой трубкой, которую можно пережимать съемным зажимом (3).
6
Рис. 2. Схема установки для опреде- ления эквивалентной массы металла:
1 – штатив, 2 – пробирка, 3 – зажим, 4 – колба Вюрца, 5 – мерная бюретка, 6 – уравнительная воронка
Ход работы. 1. Получив от преподавателя кусочек металла массой 0,02–0,03 г, взвесить его на аналитических весах и узнать у преподава- теля его теплоёмкость. Массу и теплоемкость записать в таблицу 1.
Снять пробирку (2), поднять и закрепить уравнительную воронку
(6) на штативе в таком положении, при котором уровень столбика воды в мерной бюретке (5) находится вблизи крайнего верхнего деления. При необходимости долить в воронку воду. После этого перекрыть поли- хлорвиниловую трубку зажимом (3), положить в пробирку (2) металл и вставить пробирку в полихлорвиниловую трубку.
Проверить прибор на герметичность. Для этого опустить уравни- тельную воронку (6) вниз примерно до 1/3–1/2 высоты штатива, наблюдая за уровнем воды в мерной бюретке (5). Если уровень воды не изменяет- ся, то прибор герметичен, и на нем можно продолжить работу. Если уровень воды все время понижается, то прибор не герметичен. В этом случае устранить неисправность или попросить заменить установку.
Возвратить воронку (6) в исходное (верхнее) положение и запи- сать уровень воды в мерной бюретке (5). Открыв зажим, сбросить ме- талл в кислоту. Наблюдать протекание реакции и выделение водорода по понижению уровня воды в мерной бюретке (5). Передвигать уравни- тельную воронку (6) вниз синхронно с понижением уровня воды в бю- ретке (5).
После окончания реакции выдержать около 10 мин для охлажде- ния водорода до температуры в лаборатории (реакция идет с выделени- ем тепла). После этого уровень воды в бюретке (5) и воронке (6) устано- вить одинаковым и записать его.
Записать значения температуры и давления в таблицу 1, вычис- лить и записать остальные показатели опыта.
По примеру, приведенному во введении, вычислить эквивалент- ную массу металла, его валентность и атомную массу.
Таблица 1
Результаты эксперимента
по определению эквивалентной и атомной массы металла
№ п/п
|
Название величины
|
Обозна- чение
|
Единица измерения
|
Значе- ние
|
1
|
Масса металла
|
m(Ме)
|
г
|
|
2
|
Удельная теплоемкость металла
|
С
|
Дж/(гК)
|
|
3
|
Начальный уровень воды в бюретке
|
V1
|
мл
|
|
4
|
Уровень воды после реакции
|
V2
|
мл
|
|
5
|
Объем водорода
|
V(H2)
|
мл
|
|
6
|
Температура в лаборатории
|
t
|
оC
|
|
7
|
Температура по абсолютной шкале
|
T
|
K
|
|
8
|
Давление по барометру
|
P
|
мм рт. ст.
|
|
9
|
Давление водяного пара
|
P(H2O)
|
мм рт. ст.
|
|
10
|
Давление водорода
|
P(H2)
|
мм рт. ст.
|
|
11
|
Давление водорода
|
P(H2)
|
Па
|
|
При вычислении массы водорода иметь в виду, что в реакции выде- ляется влажный водород и поэтому его давление равно общему давле- нию по барометру за вычетом давления водяного пара (таблица 2):
Р(Н2) = Р – Р(Н2О)
Таблица 2
Давление водяного пара при различных температурах
T,
0C
|
P(H2О),
кПа
|
P(H2О),
мм рт. ст.
|
T, 0C
|
P(H2О),
кПа
|
P(H2О),
мм рт. ст.
|
T,
0C
|
P(H2О),
кПа
|
P(H2О),
мм рт. ст.
|
10
|
1,226
|
9,2
|
15
|
1,706
|
12,8
|
20
|
2,333
|
17,5
|
11
|
1,306
|
9,8
|
16
|
1,813
|
13,6
|
21
|
2,479
|
18,0
|
12
|
1,399
|
10,5
|
17
|
1,933
|
14,5
|
22
|
2,639
|
19,8
|
13
|
1,493
|
11,2
|
18
|
2,066
|
15,5
|
23
|
2,813
|
21,1
|
14
|
1,599
|
12,0
|
19
|
2,199
|
16,5
|
24
|
2,986
|
22,4
|
По полученной в опыте атомной массе найти данный металл в периодической системе и записать его теоретическое (табличное) зна- чение атомной массы.
Вычислить ошибку в определении атомной массы металла по формуле
Оформить отчет, сформулировать вывод.
Контролирующие задания
Приведите определение понятий эквивалент и эквивалентная масса химического элемента и соединения.
Эквивалентная масса какого элемента равна 1?
Вычислите молярную массу эквивалента элемента, оксид которо- го содержит 22,2 % кислорода.
Чему равна молярная масса эквивалента ортофосфорной кисло- ты, если 1 моль Н3РО4 провзаимодействовал с 1 моль гидроксида калия?
Молярная масса эквивалента металла равна 56,2 г/моль. Вычис- лите массовую долю металла в его оксиде.
Какой объем кислорода (н.у.) потребуется для реакции с 15 г эле- мента, имеющего молярную массу эквивалента 3 г/моль?
Работа 5. СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВ ОТ ПРИМЕСЕЙ
Достарыңызбен бөлісу: |
