Химия все лабы (lab2)

Посмотреть архив целиком

7



М Г Т У и м е н и Н. Э. Б а у м а н а









Лабораторная работа

по химии.

«Определение молярной массы эквивалента металла».







Выполнила: Косяк Анна

Факультет: НУК РЛМ

Группа: БМТ2 - 12


Дата выполнения: 17. 09. 2004

Дата сдачи: 24. 09. 2004












М О С К В А

2 0 0 4

  1. Цель работы.

Усвоить понятие эквивалент и молярная масса эквивалента и ознакомиться с одним из методов определения молярной массы эквивалента металла – объемным методом.


  1. Теоретическая часть.

Эквивалент – это часть молекулы (атома) вещества, равноценная в химической реакции одному атому или иону водорода или одному электрону. Соответственно, молярная масса эквивалента вещества – это масса одного моль эквивалентов вещества, равноценная в химической реакции массе 1 моль атомов или ионов водорода или количеству электронов 1 моль.

Расчет молярной массы эквивалента вещества осуществляется по следующим правилам:

  1. Химические элементы.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента элемента, М – молярная масса элемента, n - валентность.

  1. Кислоты и основания.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – основность кислоты или кислотность (количество групп ОН) основания.

  1. Соли и оксиды.


Мэ = М / (N * n)


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, N – количество катионов в формуле, n – формальный заряд катиона.

  1. Окислители и восстановители.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – количество электронов, присоединяемое одной молекулой окислителя или отдаваемое одной молекулой восстановителя.

Молярная масса одного итого же вещества может рассчитываться по – разному, в зависимости от его химических свойств.

Для экспериментального определения молярной массы эквивалента вещества необходимо найти массу данного вещества, равноценную в химической реакции молярной массе эквивалента другого известного вещества.


  1. Практическая часть.

а) Название опыта.

Опыт по определению молярной массы эквивалента неизвестного металла.

б) Ход эксперимента.

Вначале необходимо ознакомиться с прибором, привести его в начальное состояние: бюретка должна находиться на таком расстоянии от поверхности лабораторного стола, чтобы ее можно было опустить вниз на 20 – 30 см.

Оценить цену деления бюретки.

Отводную трубку пробирки и пробку, закрывающую отводную трубку необходимо досуха протереть фильтровальной бумагой.

Получить образец металла у преподавателя и записать его массу.

Образец металла поместить в отводную трубку и расположить примерно на ее середине. После этого плотно закрыть пробирку.

Провести проверку прибора на герметичность. Для этого передвинуть бюретку на 10 – 15 см. и наблюдать за изменением уровня воды в бюретке в течение 1 – 2 минут. Если высота уровня остается постоянной, то прибор герметичен, если нет, то нужно более плотно вставить пробки в бюретку, пробирку и отводную трубку.

С помощью бюретки уравнять уровни воды в бюретках и записать показания бюретки, т. е. начало отсчета. Показания бюретки нужно определять по нижнему краю мениска воды.

После проведения этих приготовлений прибора к работе, можно начинать опыт. Для этого приподнять пробирку и постучать пальцем по отводной трубке пробирки, чтобы образец металла переместился из отводной трубки в раствор кислоты.

Наблюдать за протеканием реакции.

Дождаться окончания реакции.

После окончания реакции между металлом и кислотой и охлаждением реакционного сосуда выровнять уровни воды в бюретках и записать положение уровня воды в бюретке, тем самым, определив значение Vк - конечную точку отсчета объема выделившегося водорода.

в) Наблюдения.

В результате реакции наблюдается выделение газа. Изменяется уровень воды в бюретке.

г) Уравнение реакции.

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

д) Проведение расчетов.


Дано: Решение.

Vн = 1, 8 мл m * 11200 * (273 + tком.) * P0

Vк = 15, 6 мл Мэ(эксп.) = —————————————

Рат. = 749 мм рт. ст. V * 273 * (Pат.PH2O)

Р0 = 760 мм рт. ст.

tком. = 230 V = |VkVн| = 15, 6 мм – 1, 8 мм = 13, 8 мм

M
= 0, 125 г Так как tком = 230, то PH2O = 21, 07 мм рт. ст.

Найти: Мэ 0, 0125 * 11200 * (273 + 23) * 760

Мэ(эксп.) = ——————————————— = 11, 48г

13, 8 * 273 * (749 – 21, 07)

После расчета молярной массы эквивалента металла по результатам проведенного опыта надо идентифицировать металл по его молярной массе. Для этого по формуле М (Ме) = n * Мэ(Ме) рассчитать молярную массу для трех значений валентности (степени окисления) n, равных 1, 2 и 3.

n = 1

М (Ме) = 1 * 11, 48 = 11, 48 г/моль


n = 2

М (Ме) = 2 * 11, 48 = 22, 9 г/моль


n = 3

М (Ме) = 3 * 11, 48 = 34, 4 г/моль

По таблице Д. И, Менделеева выбирается металл, проявляющий соответствующую валентность, для которого расхождение с табличными данными не превышает 1 – 2 г/моль.

В нашем случае подходит металл 2 группы Mg.

После этого надо рассчитать теоретическое значение Мэ(теор.):

Мэ(эксп.) - Мэ(теор.)

Мэ(теор.) = М (Ме) / n; η = —————————— * 100%;

Мэ(теор.)


Мэ(теор.) = 22, 9 / 2 = 11, 45 г/моль

И ошибку экспериментального определения молярной массы эквивалента металла η по формулам:


Мэ(эксп.) - Мэ(теор.)

η = —————————— * 100%;

Мэ(теор.)


11,48 – 11, 45

η = ——————— * 100% = 0, 002 * 100% = 0, 2%

11, 45


е) Иллюстрационный материал


ж) Вывод.

Так как погрешность проведенных расчетов не превышает 5 % и на основании таблицы Менделеева, можно утверждать, что полученный у преподавателя металл является магнием.


  1. Контрольные вопросы.


  1. Что такое эквивалент и молярная масса эквивалента?

Эквивалент – это часть молекулы (атома) вещества, равноценная в химической реакции одному атому или иону водорода или одному электрону.

Молярная масса эквивалента вещества – это масса одного моль эквивалентов вещества, равноценная в химической реакции массе 1 моль атомов или ионов водорода или количеству электронов 1 моль.

  1. Как рассчитывается молярная масса эквивалента вещества для химических элементов и соединений различных классов (соли, оксиды, кислоты, основания), а также для соединений, проявляющих свойства окислителей или восстановителей?


Молярная масса рассчитывается по следующим правилам:

  1. Химические элементы.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента элемента, М – молярная масса элемента, n - валентность.

  1. Кислоты и основания.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – основность кислоты или кислотность (количество групп ОН) основания.

  1. Соли и оксиды.


Мэ = М / (N * n)


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, N – количество катионов в формуле, n – формальный заряд катиона.

  1. Окислители и восстановители.


Мэ = М / n


Где Мэ – молярная масса эквивалента вещества, М – молярная масса вещества, n – количество электронов, присоединяемое одной молекулой окислителя или отдаваемое одной молекулой восстановителя.


  1. Рассчитать молярную массу эквивалента перманганата калия KMnO4, рассматривая данное соединение как:

а) соль;

Мэ = М / (N * n) = (39 + 56 + 16 * 4) / 1 = 159 г/моль

б) окислитель, превращающийся в MnO(OH)2;

Mn+7+ 3ē = Mn+4

Мэ = М / n = (39 + 56 + 16 * 4) / 3 = 53 г/моль

в) окислитель, превращающийся в MnSO4

Mn+7 + 6ē = Mn+2

Мэ = М / n = (39 + 56 + 16 * 4) / 5 = 31, 8 г/моль


  1. Какой объем оксида углерода СО, взятый при нормальных условиях требуется для получения железа из 1 кг его оксида Fe2O3?


Мэ(Fe2O3) = (2 * 56 + 3 * 16) / (1 * 3) = 53, 3 г/моль

1кг x

3Fe2O3 + СО = 2Fe3O4 + CO2

n = 3 моль n = 1 моль

Mэ = 53, 3 г/моль Vm = 22, 4 л/моль

m
= 159, 9 г V = 22, 4 л


1 кг х


159, 9 г - 22, 4 л

1 кг - х


1000 г * 22, 4 л

х = ———————— = 140 л

159, 9 г

Ответ: V(CO) = 140 л


  1. Рассчитать молярную массу эквивалента азотной кислоты HNO3, рассматривая данное соединение как:


а) кислоту

Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 1 = 63 г/моль

б) окислитель, превращающийся в NO

N+5 + 3ē = N+2

Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 3 = 21 г/моль

в) окислитель, превращающийся в NH3

N+5 + 8ē = N-3

Мэ = М / n = (1 + 14 + 3 * 16) / 8 = 7, 8 г/моль


  1. Какое количество серной кислоты H2SO4 необходимо для реакции с 300г оксида алюминия Al2O3 при условии образования средней соли Al2(SO4)3 ?


Мэ(H2SO4) = М / n = (2 + 32 + 16 * 4) / 2 = 49 г/моль

Мэ(Al2O3) = М / (N * n) = (2 * 27 + 3 * 16) / (2 * 3) = 17 г/моль


х 300г

3 H2SO4 + Al2O3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

n = 3 моль n = 1 моль

Мэ = 49 г/моль Мэ = 17 г/моль

m = 147 г m = 17 г/моль



х 300г

147г – 17г

х – 300г


147г * 300г

х = —————— = 2594г

17г

Ответ: m (H2SO4) = 2594г


Случайные файлы

Файл
96332.rtf
Informatika 3.doc
79276.rtf
174376.rtf
28938-1.rtf