Кафедра химических технологий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра химических технологий

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА МЕТОДОМ ВЫТЕСНЕНИЯ ВОДОРОДА

Выполнил студент: Соколов О.Е.

(Ф.И.О.)

Группа: 1УТСб-01-11-зп

Проверил преподаватель: Артеменков А.А.

Оценка в баллах _____________________

2015/­­ 2016 уч. г.

Цель работы: ознакомиться с понятием химического эквивалента, экспериментально определить молярную массу эквивалента вещества, его относительную атомную массу и идентифицировать ме­талл по периодической системе элементов.

Рис. 1. Эвдиометр:

1, 2 – бюретки; 3 – сосуд Ландольта; 4 – штатив; 5 – пробка; 6 – резиновые трубки

Ход работы

1. Получить у лаборанта навеску исследуемого металла (известно, что валентность металла равна двум). Массу навески записать в таблицу формы 1.

2. С помощью мерного цилиндра отмерить 5 см³ раствора серной кислоты с концентрацией 20 % мас.

3. Взять сухой сосуд Ландольта и в одно из его колен осторожно поместить навеску металла.

4. Перелить отмеренный раствор Н₂SO₄ в другое колено сосуда Ландольта.

5. Смочить пробку 5 (см. рис. 1) водой и присоединить сосуд Ландольта.

6. Проверить установку на герметичность: отсоединить бюретку 2 (см. рис.1) и переместить её вверх или вниз (уровень жидкости в бюретке 1 должен меняться соответствующим образом).

7. Выровнять уровни жидкостей в обеих бюретках и измерить первоначальный объем воды в бюретке 2 (V ₁, см³). Отсчет производить по нижнему мениску жидкости с точностью до 0, 1 см³. Значение V ₁ записать в таблицу формы 1.

8. Наклонив сосуд Ландольта, прилить кислоту к металлу.

9. Наблюдать выделение водорода и вытеснение воды из бюретки. По окончании реакции, соединив бюретки, как в п.7, измерить конечный объем воды (V ₂, см³). Значение V ₂ записать в таблицу формы 1.

10. Опыт повторить с другой навеской.

11. С помощью термометра измерить температуру Т, а с помощью барометра определить давление Р в лаборатории. Результаты измерений записать в таблицу формы 1.

Экспериментальные и расчетные данные

Обработка экспериментальных данных

1. Объем водорода, который выделился по реакции

Ме + Н₂SO₄ = МеSO₄ + Н₂­

при физических условиях, установившихся в лаборатории в день проведения эксперимента, определяют по формуле

, см³. (2)

см³.

см³.

2. Поскольку водород в эвдиометре собирают над водой, то по закону Дальтона измеренное при помощи барометра давление равно сумме давлений чистого водорода и насыщенного водяного пара:

.

Тогда расчет парциального давления водоро­да следует вести по формуле

, кПа. (3)

кПа.

Значения при различных температурах приведены в табл. 2.

3. Объем водорода при н.у. определяют, используя выражение объединенного газового закона:

, см³ (4)

см³

см³

где V _Н – объем водорода, рассчитанный по формуле (2), см³; Т ° – тем­пература при н.у., равная 273 К; Р ° – парциальное давление водорода при н.у., равное 101, 325 кПа.; Т – температура в лаборатории, К; – парциальноедавление водорода в лабораторных условиях, рассчитанное по формуле (3), кПа.

4. Молярную массу эквивалента металла определяют, исходя из закона эквивалентов, по уравнению

, г/моль,

г/моль,

г/моль,

где m _Me – масса навески металла, г; V – объем водорода при н.у., рассчитанный по формуле (4), г/моль; – мо­лярный эквивалентный объем водорода, равный 11 200 мл/моль.

5. Относительную атомную массу исследуемого металла определяем по формуле

Аr = М _Э · В

Аr₁ = 12.4·2=24.8

Аr₂ = 10.1·2=20.2

где В – валентность металла.

6. Находят среднее значение Аr параллельных опытов по формуле

.

7. Идентифицируют металл по Периодической системе элементов Д.И. Менделеева и рассчитывают отно­сительную погрешность определяемой величины по формуле (1):

П = 100 %.

П =

Метрологическая карта средств измерения

№ № п/п	Наименование измерительного прибора	Пределы измерения	Диапазон показания шкалы прибора	Длина шкалы	Цена деления шкалы прибора	Чувствительность прибора	Класс точности прибора	Относительная погрешность прибора
	Весы аналитические ВЛА (г)	0; 200	0 – 100		0, 0001	0, 00005		2 %
	Барометр (кПа)	80; 106	79, 5 – 106, 5		0, 1	0, 05		2 %
	Термометр (0С)	0; 55	-0, 4 – 55, 4	55, 8	0, 1	0, 05		4 %
	Бюретка (см3)	0; 50	0 – 50		0, 1	0, 05		2 %
	Мерный цилиндр (см3)	0; 25	5 – 25		0, 5	0, 5		2 %

Вывод: Я ознакомился с понятием химического эквивалента, экспериментально определил молярную массу эквивалентного вещества, которая равна в первом опыте – 12, 4 г/моль, во втором опыте – 10, 1 г/моль, относительная атомная масса 22, 5. Идентифицировал металл магний.

Литература

Химия: Лабораторный практикум: Учеб. пособие. Ч. 1 / Котенко Г.А., Калько О.А., Балицкий С.Н., Кузнецова Ю.С. и др. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2010. – 91 с. – ISBN 978 – 5 – 85341 – 386 – 3.

Контрольные вопросы

Вариант 6

1. 0, 582 г меди были растворены в азотной кислоте. Полученная соль была разложена, в результате чего получено 0, 7285 г оксида меди (II). Вычислить молярные массы эквивалентов меди и ее оксида.

2. При взаимодействии серной кислоты со щелочью образуются соли KНSО₄ и K₂SО₄. Вычислить эквивалент и молярные массы эквивалентов кислоты для каждого случая. Написать соответствующие уравнения.

3. Сульфид мышьяка содержит 38 % мас. серы. Молярная масса эквивалента серы равна 16 г/моль. Вычислить молярную эквивалентную массу мышьяка и записать химическую формулу сульфида.