Уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака

;

где V – объем газа, измеренный при реальных условиях, т.е. при атмосферном давлении Р и температуре Т; V₀ – объем газа при нормальном давлении Р₀ и температуре Т₀. Используют для приведения объема к нормальным условиям.

2. Закон Авогадро: в равных объемах разных газов при одинаковом давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. В одном моле содержится 6,022·10²³ молекул (число Авогадро).

При нормальных условиях(T= 273К, p = 101,325 кПа или 760 мм рт.ст.) моль любого газа занимает объем 22,4 л. Теперь несложно рассчитать молярные объемы эквивалентов наиболее распространенных в реакциях газов Н ₂ и О ₂. Один моль Н ₂ (2г) занимает объем 22,4 л, а один эквивалент Н ₂ (1г) – V л, следовательно, Vэ(Н ₂) = 11,2 л/моль. Аналогичным образом рассчитывается Vэ(О ₂) = 5,6 л/моль.

3. Молярную массу газа можно вычислить, пользуясь уравнением Клапейрона - Менделеева:

, или ,

где Р – давление, Па; V – объем, м³; m- масса, г; М – молярная масса, г/моль; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль ^. К); Т – абсолютная температура, К.

4. Из закона Авогадро следует, что при одном и том же давлении и температуре массы равных объемов газов относятся как их молярные массы:

, или D =

где D = m₁/m₂ - относительная плотность D первого газа по второму,

m₁ – масса первого газа, m₂ – масса второго газа.

Закон Дальтона (закон парциальных давлений).

Парциальным давлением (p^o) газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси.

Согласно закону: общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

 

Оборудование: эвдиометр, штатив, колба, соединительные трубки, кристаллизатор, термометр, барометр, соляная кислота (HCl 1:2), таблетка цинка.

 

Метод основан на измерении объема водорода, который выделяется из кислоты при действии на нее металла.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂­

 

ХОД РАБОТЫ:

 

1. Собрать установку так, как показано на рисунке 1. Для этого:

- в кристаллизатор налить 1/2 объема воды;

- заполнить водой эвдиометр и установить его в штативе так, чтобы в него не попадал воздух;

2. Налить в реакционную колбу 10-15 мл соляной кислоты.

3. Взвесить кусочек цинка и положить на горлышко колбы, колбу закрыть пробкой с газоотводной трубкой, проверить герметичность системы, а затем колбу поставить в вертикальное положение, чтобы цинк упал в кислоту.

4. После полного растворения цинка в кислоте, измерить объем выделившегося водорода.

Рис. 1. Газометрический прибор: 1 – эвдиометр, заполненный водой; 2 -штатив; 3 – кристаллизатор с водой; 4 – реакционная колба; 5 – соединительная трубка; 6 – раствор соляной кислоты; 7 – цинк.

ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ:

1. Зарисовать установку для определения молярной массы эквивалента цинка.

2. Написать уравнение реакции.

3. Записать экспериментальные данные:

· m _(Zn) – масса цинка, г;

· V – объем выделившегося водорода, дм³;

· t ^oC – комнатная температура, С;

· Т – комнатная температура, К;

· P – атмосферное давление по барометру в лаборатории, кПа;

· р - давление насыщенного водяного пара при данной комнатной температуре (определить по таблице 1);

· = P - р - давление водорода в эвдиометре, при данной комнатной температуре.

· Гидростатическим давлением водного столба пренебрегаем.

Таблица 1

Парциальное давление водяного пара в зависимости от температуры воздуха

Температура, 0С	Давление водяного пара,	Температура, 0С	Давление водяного пара,	Температура, 0С	Давление водяного пара,
мм рт.ст	кПа	мм рт.ст	кПа	мм рт.ст	кПа
	9,8	1,317		14,5	1,929		21,1	2,793
	10,5	1,397		15,5	2,064		22,4	2,966
	11,2	1,490		16,5	2,195		23,8	3,153
	11,9	1,583		17,5	2,328		25,2	3,352
	12,6	1,702		18,7	2,474		26,7	3,551
	13,6	1,809		19,8	2,633		28,1	3,764

4. Рассчитать молярную массу эквивалента цинка.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: