О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФЭА / Прикладная химия / Лабораторная работа по химии «Определение молярной массы эквивалента металла».

(автор - student, добавлено - 19-11-2012, 13:49)
СКАЧАТЬ: lab2_1.zip [46,69 Kb] (cкачиваний: 265)


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.

2. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

3. 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 = |Vk – Vн| = 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.

4. 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.

2. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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) =

Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!