Опыт 3.1. Определение эквивалента металла методом вытеснения водорода

Прибор для определения химического эквивалента металлов (рис. 3.1) состоит из бюретки (1) (ёмкостью 50 мл), соединённой посредством резиновых трубок с воронкой (2) и двухколенной пробиркой (3) (пробирка Оствальда). (можно использовать обычную пробирку.)

Рис. 3.1. Прибор для определения эквивалента простых веществ

Соберите прибор. Перед началом проведения опыта проверьте прибор на герметичность. Для этого в бюретку (1) налейте воду, которая заполняет также резиновую трубку, соединяющую бюретку с воронкой. Затем бюретку соедините с пробиркой и заметьте уровень воды в бюретке. Опусканием кольца штатива переместите воронку вниз. Если прибор герметичен, то в первый момент опускания воронки уровень воды в бюретке немного понижается, но потом остаётся постоянным. Если же уровень воды будет понижаться непрерывно, это означает, что прибор пропускает воздух и следует исправить допущенные при сборке дефекты.

Взвесьте 0,07 - 0,09г цинка и поместите в одно из колен пробирки, в другое колено налейте 3 - 5 мл соляной кислоты (1:5). К кислоте добавьте 1 - 2 капли раствора медного купороса (для ускорения взаимодействия цинка с соляной кислотой). Присоедините пробирку к прибору, проверьте прибор на герметичность. Воронку переместите так, чтобы уровни воды в воронке и бюретке совпадали (в этом случае давление газа в приборе будет равно атмосферному). Отметьте и запишите уровень воды в бюретке. После этого поверните пробирку так, чтобы кислота перелилась в колено пробирки с металлом. Водород, выделяющийся в результате взаимодействия металла с кислотой, вытесняет из бюретки воду. Когда весь металл растворится, прекратится понижение уровня воды в бюретке. После окончания реакции дайте пробирке остыть до комнатной температуры, после чего снова приведите воду в бюретке и в воронке к одинаковому уровню. Отметьте и запишите уровень воды в бюретке, а также показания комнатного термометра и барометра.

Экспериментальные данные

Навеска металла - m, г

Объём вытесненного водорода при условиях опыта - V, мл

Температура опыта - t, °С

Атмосферное давление - P, мм. рт. ст

Давление насыщенного пара воды при температуре опыта - h, мм. рт. ст.

Рассчитайте эквивалент металла двумя путями:

а) применив уравнение Менделеева-Клапейрона (учесть при этом парциальное давление паров воды), вычислите массу водорода, затем на основании закона эквивалентов рассчитайте эквивалент металла;

б) вычислив объём выделившегося водорода при нормальных условиях, рассчитайте эквивалент металла, используя закон эквивалентов (при этом иметь в виду, что эквивалент водорода занимает объём 11,2 л).

Рассчитайте теоретический эквивалент металла и вычислите абсолютную ошибку опыта:

Абсолютная ошибка = Э_теор. – Э_эксп.

Вычислите относительную ошибку опыта в процентах:

Относительная ошибка = _.