Опыт № 4.1 Определение молярной массы эквивалента по объему вытесненного водорода

Приборы и реактивы: Аналитические весы и разновес. Термометр. Стаканчик химический вместимостью 50 мл. Воронка с длинным концом. Фильтровальная бумага. Навеска металла (х.ч.) около 0,03 г. Раствор хлороводородной кислоты 2н.

Метод основан на реакции взаимодействия металла с кислотой и измерении объема выделившегося водорода.

Определения молярной массы эквивалента магния проводят с помощью простого прибора, закрепленного в штативе и состоящего из бюретки емкостью 50 мл., соединенной посредством резиновых и стеклянных трубок с воронкой и с пробиркой. Бюретка заполнена водой, прибор действует по принципу сообщающихся сосудов.

До начала опыта следует проверить прибор на герметичность, для чего надо переместить воронку вниз (вверх). Если прибор герметичен, то уровень воды в бюретке слегка понижаться (повышаться), а в дальнейшем не изменяется. Если же уровень воды будет непрерывно понижаться (повышаться), герметичность не обеспечена. Для создания герметичности укрепить места соединения, вновь проверить прибор.

Начинать проведение опыта только на герметичном приборе.

Получить у лаборанта кусочек ленты магния m=0,03 г., предварительно взвешенный с точностью до 0,0001 г. на аналитических весах. Массу магния записать в лабораторный журнал.

Вынуть пробку из пробирки и передвижением воронки установить уровень воды в бюретке на нулевом делении или немного ниже. Отметить с помощью пипетки или мерной пробирки 5 мл разбавленной серной кислоты и перенести в пробирку через воронку, чтобы избежать смачивания внутренней стенки в верхней части пробирки. Держа пробирку рукой в наклонном положении, положить ленту магния на сухую стенку пробирки так, чтобы магний не соприкасался с серной кислотой.

Закрыть плотно пробирку пробкой и осторожно отнять руку от пробирки, следя за тем, чтобы лента магния не соприкасалась с серной кислотой, затем передвижением воронки уровень воды в бюретке сравнять с уровнем воды в воронке (на высоте около нулевого деления в бюретке), чтобы давление внутри прибора сравнялось с атмосферным. Отметить уровень воды в бюретке «V₁» и результат записать.

Отсчет производить по нижнему мениску жидкости с точностью до десятых долей миллилитра (рис.3).

Стряхнуть ленту магния в серную кислоту. Наблюдать выделение водорода и вытеснение воды из бюретки. По окончании реакции дать пробирке охладиться, после чего снова привести воду в бюретке и воронке к одинаковому уровню. Отметить уровень воды «V₂» в бюретке и результат записать. Отметить и записать показание термометра и барометра в лаборатории во время опыта.

Так как водород был собран над водой, то следует знать давление водяных паров при комнатной температуре.

По полученным данным рассчитайте:

1) объем водорода, выделившегося в условиях опыта;

2) объем водорода, выделившегося при нормальных условиях;

3) молярную массу эквивалента магния практическую и теоретическую;

4) абсолютную и относительную ошибку опыта.

Расчет:

Для приведения объема водорода к нормальным условиям пользуются формулой, вытекающей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.

мл; Т=273+t ⁰С

Зная массу прореагировавшего металла и объем вытесненного водорода при нормальных условиях, вычисляют молярную массу эквивалента металла по закону эквивалентов: