Определение эквивалентной массы металла

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования 

«Владимирский государственный университет имени  А.Г. и Н.Г. Столетовых»

Кафедра Химии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа № 2

«Определение  эквивалентной массы металла» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                       К работе допущен: 

                                                                                       Работу выполнил: 

                                                                                     Работу защитил: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Владимир 2011

Теоретическая часть. 

   Моль - количество вещества, в котором содержится 6,02*10²³ частиц (Число Авогадро). Масса одного моли вещества называется мольной массой.

   Эквивалентом элемента  называют такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса одного эквивалента - его эквивалентная масса.

   Эквивалентная масса: равна Э=М/В.

   Эквивалент водорода равен единице, а кислорода равен восьми.

   Эквивалент и эквивалентная масса - величины переменные, они зависят от характера реакции, в которой данное вещество принимает участие.

   Понятие об эквиваленте и эквивалентных массах распространяется также на сложные вещества. Эквивалентом сложного вещества называют такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом любого вещества. 

   Эквивалентная масса кислоты:     Эк = Мк / nH  

   Эквивалентная масса основания:   Эо  = Мо  / Вme 

Эквивалентная масса соли:                      Эс = Мc / Вme * nme

   Закон эквивалентов: Вещества в химических реакциях взаимодействуют друг с другом а эквивалентных количествах.

   Если в реакциях участвуют газы, их эквиваленты можно выражать при помощи эквивалентных объемов.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнение работы.

   Метод основан на объема водорода, который выделяется из кислоты при действии на нее металла. Применяемый для той цели прибор состоит из двух бюреток, укрепленных на штативе и соединенных резиновой трубкой. В такой сообщающийся сосуд наливают воду приблизительно до половины бюреток. Одну из бюреток сверху открывают пробкой с отводной трубкой, к которой присоединяют пробирку, Где происходит реакция между кислотой и металлом. Другая бюретка служит приемником для воды, вытесняемой выделяющимся при реакции водородом.

   Получите навеску металла у лаборанта. В пробирку налить соляной кислоты (5 мл 18%-ного раствора); поддерживая пробирку а наклонном положения, поместить навеску металла на стенку у отверстия пробирки м закрыть пробирку пробкой с отводной трубкой От бюретки. Проверить герметичность прибора. Привести воду в бюретках к одинаковому уровню л отметить уровень воды в открытой бюретке (мл).

Отсчет производите я» нижнему мениску воды с точностью до 0.1 мл.

   Отряхнуть металл в кислоту (смойте его кислотой). Наблюдать выделение водорода и вытеснение воды из бюретки.

     По окончании реакции дать пробирке охладиться на воздухе после чего снова привести воду в бюретках к одинаковому уровню. Записать новый уровень воды в открытой бюретке. В таблицу занести результаты опытов. 

Таблица экспериментальных  данных. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обработка экспериментальных данных. 

По полученным данным рассчитать:

1.Объем выделившегося водорода.

2.Объем водорода при нормальных условиях.

3.Теоретическое значение эквивалентной массы Mg, Al, Fe, Zn

4. Опытное значение эквивалентной массы металла.

5. Относительную ошибку опыта

   Записать уравнение реакции взаимодействия металла с соляной кислотой. Сделать вывод.

Объём выделившеюся водорода определить по разности уровнем воды в любой из бюреток до и после опыта при давлении в закрытой бюретке, равном атмосферному. Давление газа в закрытой бюретке, равном атмосферному, если вода в обеих бюретках находится на одном уровне.

   Даже при комнатной температуре пар над поверхностью воды обладает заметным давлением. Это следует учитывать при вычислении объёма газа, собранного над водой. Поэтому для определения парциального давления водорода, необходимо из общего (атмосферного) давления, под которым находится водород, вычесть давление насыщенного водяного пара:

   PH2  =  Pатм - h

Для приведения объема выделившегося водорода к нормальным условиям используют уравнение газового состояния:

   Vо  * Pо / To = V  * PH2 / T

где V о - объем водорода при н.у., мл.

Р о = 273 К

V - объём водорода, мл.

Р - парциальное давление водорода, кПа

Т - температура опыта, К

Определив объём водорода при н.у.. вычислить эквивалентную массу металла:

mr металла вытесняет Vо мл водорода. Сравнивая её с теоретическим значением эквивалентной массы металла (Mg, Al, Fe, Zn), определить, какой металл был взят для опыта.

Определить относительную ошибку опыта (n %): 

   η=(Этеор – Эпракт)/ Этеор * 100% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Расчеты. 

1) Vo = p* V* To * po / T

Vo = 753* 42 *273*760 / 295 = 37,5 мл

2) МэМе = mМе * 11200 / Vo

МэМе = 0,112 * 11200 = 33,5

3) AМе Экс = ММе Экс * В = 33,5 * 2 = 67

Элемент с ближайшим к найденному числу значением атомной массы - Zn

4) Найдём погрешность измерений:

η = [(AМе Теор - AМе Экс) / AМе Теор] * 100%

η = [(65 – 67) /65] * 100% =- 3, 08% 

Вывод: 

В ходе эксперимента была определена эквивалентная масса металла. Из-за плохой герметичности пробок, часть водорода вышла из пробирки, что привело погрешности в измерениях.