Головна |
(індивідуальна експериментально-розрахункова робота)
Визначення молярної маси карбон (IV) оксиду
(вуглекислого газу)
Основні теоретичні питання.
Хімічні поняття (хімічний елемент, речовина, атомна та молярна маса, молярний об'єм газу, моль речовини, відносна густина одного газу за іншим) та основні закони хімії (збереження маси і енергії, постійного складу, Авогадро та три наслідки з нього, об'єднаний газовий закон, рівняння Клапейрона-Менделєєва). Їх формулювання та математичні формули для розрахунків.
Мета роботи:ознайомитись з одним з методів визначення молярної маси речовин в газоподібному стані та навчитись розраховувати молярну масу газів за отриманими експериментальними даними різними способами.
Обладнання і реактиви: техно-хімічніваги і різноваги; мірний циліндр на 250 мл; прилад для одержання газу або подушка з газом; колба на 250 мл з корком для зважування; термометр, барометр.
Хід роботи
Для експериментального визначення молярної маси вуглекислого газу беруть суху чисту колбу, закриту корком до позначки на горлі. Зважують колбу з пробкою на техно-хімічних терезах з точністю до 0,005 г і записують масу колби з повітрям.
Протягом 4-5 хв заповнюють колбу карбон (ІV) оксидом. Повільно витягують газовідвідну трубку з колби і швидко закривають її корком у вертикальному положенні. Зважують колбу з газом і записують масу колби з карбон (ІV) оксидом.
Щоб визначити об'єм колби, необхідно заповнити її водою до позначки на горлі, і виміряти об'єм води мірним циліндром.
Фіксують температуру і тиск в умовах проведення експерименту.
Розрахункова частина
Всі необхідні для розрахунків експериментальні дані по варіантах наведено в таблиці 2.1. Номер варіанту відповідає порядковому номеру студента у списку.
Таблиця 2.1
№ п/п | Р, кПа | t, оС | , г | , г | Vколби, л |
100,1 | 125,340 | 125,520 | 0,3 | ||
99,5 | 169,720 | 169,945 | 0,380 | ||
100,7 | 144,950 | 145,150 | 0,330 | ||
102,9 | 137,125 | 137,315 | 0,310 | ||
98,9 | 158,340 | 158,510 | 0,290 | ||
100,3 | 140,860 | 141,070 | 0,350 | ||
99,1 | 164,285 | 164,515 | 0,385 | ||
101,8 | 139,790 | 139,975 | 0.305 | ||
100,5 | 148,040 | 148,285 | 0,395 | ||
99,4 | 161,300 | 161,490 | 0,315 | ||
100,6 | 153,760 | 153,975 | 0,365 | ||
98,8 | 136,135 | 136,305 | 0,295 | ||
101,6 | 145,840 | 146,055 | 0,345 | ||
99,2 | 129,200 | 129,365 | 0,290 | ||
102,1 | 133,960 | 134,155 | 0,320 |
Використовуючи дані свого варіанту, обчислюють:
1) об'єм газу в колбі за нормальних умов (н. у.) за допомогою рівняння об'єднаного газового закону РV/Т =Р0V0/Т0
,
де Т = 273 + t С, Р0 = 101,3 кПа, Т0 = 273 К
2) масу повітря в об'ємі колби (н. у.), знаючи, що маса 1 л повітря за н. у. дорівнює 1,293 г:
3) масу порожньої колби без газів як різницю між масою колби з повітрям і масою повітря в об'ємі колби:
4) масу карбон (ІV) оксиду в об'ємі колби як різницю між масою колби з вуглекислим газом і масою порожньої колби:
Обчислюють молярну масу СО2 трьома способами, які наведені нижче.
І. За законом Авогадро з використанням молярного об'єму газу
(Vm=22,4 л/моль за н. у.):
=
ІІ. За відносною густиною D. Для однакових об'ємів газів за н. у.
Dпов = / mпов. = М / Мповітря
Оскільки Мповітря = 28,98 г/моль, тоді
=
ІІІ. За рівнянням Клапейрона-Менделєєва: РV= RТ/Мх , де m- маса СО2 у колбі, г; R = 8,314 Дж/(моль∙К); Т- температура досліду, К; Р- тиск, кПа; V- об'єм СО2 у колбі на початку досліду, л (за табличними даними).
=
Визначити абсолютну і відносну похибки досліду. Абсолютна похибка є різницею між теоретичним і середнім експериментально розрахованим значеннями молярної маси СО2:
Абсолютна похибкa =| Мтеор.- Мдосл. |
Відносна похибка - це відношення абсолютної похибки до теоретичного значення Мсо2 і обчислюється у відсотках:
Відносна похибка %
Зробити висновок про результат роботи.
Контрольні питання.
1. Обчислити масу 5 л кисню за н. у. Скільки молекул містить цей об'єм газу? Якою є маса однієї молекули О2 в грамах?
2. Обчислити молярну масу газу, якщо 1 мл його за н. у. важить 1,96 мг.
3. Визначити, яка кількість моль міститься у: а) 104,2 г барій хлориду; б) 4,6 г натрію; в) 56 л азоту.
4. При якому тиску (Па) маса хлору об'ємом 3 л дорівнює 2,5 г, якщо температура становить 23°С? R= 8,314 Па∙м3/К∙моль.
5. Густина невідомого газу за воднем (Н2) дорівнює 2,562. Визначити масу 5 л цього газу за н. у.
Київський національний університет технологій та дизайну | Дослід 1. Фільтрування. | Дослід 2. Возгонка (сублімація). | Дослід 4. Вплив концентрацій реагуючих речовин на хімічну рівновагу. | Лабораторна робота №4 | Дослід 3. Реакції обміну у розчинах електролітів. | Дослід 2. Внутрішньомолекулярні окисно-відновні реакції. | Дослід 4. Одержання різних типів солей. | Дослід 7. Гідроліз мила | Деяків властивості природних, штучних і синтетичних полімерів. |