Определение эквивалентной массы металла

Министерство  образования Российской Федерации

Владимирский  государственный университет

Кафедра химии и экологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа № 3 

              Определение эквивалентной массы металла. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент группы МТС – 104

Сазонова Е.В. 

Приняла

Гришина Е.П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Владимир 2005

 

План 

1. Цель  работы.
2. Краткое теоретическое введение.
3. Приборы и реактивы.
4. Ход выполнения работы.
5. Таблица экспериментальных данных.
6. Расчеты.
7. Выводы.
 

1. Цель работы

 

Определение эквивалентной массы металла. 
 

2. Краткое теоретическое введение.

 

      Эквивалентом  называют реальную или условную частицу  вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать один ион водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или один электрон в окислительно-восстановительных процессах. Количество эквивалентов вещества обозначают n_э.

      Масса одного моля эквивалентов называется молярной массой эквивалента (эквивалентной  массой), обозначается М_э и измеряется в граммах на моль (г/моль): 

М_э=m/n_э 

      В общем случает эквивалентная масса (М_э) определяется отношением молярной массы(М) к фактору эквивалентности(f_экв): 

      М_э=М*f_экв 

      Для газообразных веществ существует также  и молярный объем эквивалента (эквивалентный объём) V_э, который определяется как отношение молярного объёма газа V_m к фактору эквивалентности вещества: 

      V_э=V_m*f_экв 

      Физический  смысл эквивалентного объёма заключается  в том, что он показывает объём, занимаемый одним молем эквивалентов газообразного  вещества.

      Фактор  эквивалентности веществ зависит  от характера реакции, в которой данного вещество принимает участие.

      Фактор  эквивалентности сложных соединений определяется следующим образом:

      а) фактор эквивалентности кислоты  определяется её основностью, т.е. числом атомов водорода в молекуле кислоты.

      б) фактор эквивалентности основания определяется валентностью металла, образующего основание, или числом гидроксогрупп.

      в) фактор эквивалентности соли определяется произведение валентности металла  на число его атомов в молекуле.

      Закон эквивалентов: вещества в химических реакциях взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. Математически закон эквивалентов выражается следующим образом: 
 

 

3. Приборы и реактивы:

 

Установка.

Металл (Fe, Zn или Mg).

Соляная кислоты (16%). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Ход выполнения работы.

 

       На  штативе 3 укрепить две стеклянные трубки с делениями (бюретки) 2 и 5, соединенные между собой резиновой трубкой 1.

       Бюретки заполнить наполовину водой. К бюретке 5 подсоединить через резиновую трубку 4 реакционную пробирку 6. Проверить герметичность прибора. Для этого приподнять вверх бюретку 2. Вода в обеих бюретках должны держаться на полученных уровнях.

       Получить  у лаборанта навеску металла. Отмерить в вытяжном шкафу 4 мл 16%-ной соляной кислоты при помощи цилиндра и кислоту перенести в реакционную пробирку 6.

       Приподнять  бюретку 2 и установить уровень воды в бюретке 5 на нулевой отметке. Открыть  реакционную пробирку 6, опустить в  нее полученный металл и быстро закрыть  пробирку 6 пробкой. Попав в кислоту, металл начинает с ней реагировать. Выделившийся водород по резиновой трубке 4 попадет в бюретку 5 и вытеснит воду. Уровень воды в бюретке 5 понижается. По объему вытесненной воды судят об объеме выделившегося водорода.

       После прекращения реакции добиться совпадения уровня воды в обеих бюретках, перемещая бюретку 2. Этим создается давление внутри бюретки 5, равное атмосферному давления. По положению нижнего мениска воды в бюретке 5 определяется объем выделившегося водорода.  

5. Таблица экспериментальных данных.

 

  

6. Расчеты.

 

       а) перевести объем водорода к значению объема при нормальных условиях. По объединенному газовому закону 

        P * V       P₀ * V₀

       

                                             T              T₀ 

             В данном уравнении  вместо Р брать парциальное давление водорода Р_Н2. 

       Р_Н2 = Р – Р_Н2О 

       Р_Н2= 744 мм рт.ст. – 18,7 мм рт.ст. = 725,3 мм рт.ст. 

       760 мм рт.ст. * V₀ мл               725,3 мм рт.ст. * 43,2 мл

                                               =

                273 К                                              294 К 
 

       V₀ = 38,28 мл

       б) По закону эквивалентов определить экспериментальное значение эквивалентной массы металла 

       М_Эме = m_Ме * 11200 / V₀ 

       М_Эме = 0,114 * 11200/ 38,28 = 33,35 

       в) Зная, что для эксперимента был  взят двухвалентный металл, рассчитать атомную массу: 

       А_МЕэкс = М_ЭМЕэкс * В 

       А_МЕэкс = 66,71 

       г) Взять из таблицы точно значение атомной массы металла А_МEтеор. Рассчитать относительную погрешность опыта η 

       η=[ (А_МEтеор - А_МЕэкc) / А_МEтеор  ] * 100% 

       η= ((65,37 – 66,71)/65,37)*100%=2,05% 

       в) Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂ 

7. Выводы.

 

  В результате опыта было установлено что использовался Цинк(Zn). Погрешность определения массы составила 2% это связано с тем, что точность определения объема выделившегося водорода  лишь десятые доли миллилитра.