Хімічний еквівалент.
1. Розділи теоретичного курсу для повторення.
Абсолютна і відносна атомні маси. Абсолютна і відносна молекулярні маси. Моль. Молярна маса. Якісний і кількісний склад речовини.
Закон збереження маси речовини. Закон сталості складу. Закон простих об'ємних відносин. Закон Авогадро та наслідки з нього. Молярний об'єм газоподібних речовин. Відносна густина газів.
Визначення молекулярної маси газоподібних речовин по відносній щільності. Хімічний еквівалент простих і складних речовин. Фактор еквівалентності. Молярна маса еквівалента. Молярний об'єм еквівалента. Закон еквівалентів.
2. Питання і вправи.
1. Визначте значення відносної молекулярної і молярної мас наступних речовин: CuSO4; CO2; K2Cr2O7.
2. Яка кількість речовини в молях міститься в оксиді заліза (III) масою 320 г?
3. Розрахуйте значення масової частки марганцю в оксиді марганцю (IV).
4. Яку масу матиме кисень об'ємом 60 л при нормальних умовах?
5. Відносна щільність деякого газу за воднем дорівнює 35,5. Визначте:
а) молярну масу газу;
б) відносну щільність по повітрю,
в) масу I л газу.
6. Знайти значення еквівалента і молярної маси еквівалента наступних речовин: CuCl2, H3PO4, Ca (OH) 2
7. Чому дорівнює еквівалент, молярна маса еквівалента і молярний об'єм еквівалента для наступних елементів:
а) кисень б) водень в) хлор?
8. При взаємодії лужного металу масою 66,5 г з водою виділився водень об'ємом 5,6 л водню (н. У.). Який це метал?
3. Експериментальна частина.
Визначення значення молярної маси еквівалента магнію.
а) Підготовка досвіду.
Для проведення досвіду збирають прилад згідно рис. 1, де: А - кругла плоскодонна колба на 250 мл, Б - кругла плоскодонна колба на 500 мл, В - хімічний стакан на 300 мл, Г - сифон зі скляної і каучукової трубок, Д - затиск на сифоні, Е - сполучна трубка.
Мал. 1 Схема установки для визначення еквівалента металу
За допомогою мірного циліндра або хімічного мірного стакана об'ємом 50 мл відміряють розчин розведеної сірчаної кислоти об'ємом, приблизно, 20-25 мл і виливають в колбу А. Якщо кислота потрапила на горловину колби, то її з внутрішньої сторони протирають насухо листочком фільтрувального паперу.
У велику колбу Б заповнюють водопровідною водою до плечей, вставляють в горловину пробку з відвідними трубками, заповнюють весь сифон Г водою. Для цього колбу тримають над раковиною горизонтально і відкривають затискач Д. Коли вода, витіснивши з сифона все повітря, поллється суцільний струменем, затиск закривають. При цьому спостерігають, щоб зажим тримав, т. Е. Вода з трубки сифона не виливалася.
Вимірювальним циліндром точно (по нижньому меніску) відміряють 50 мл водопровідної води і виливають її в хімічний стакан В. Ця процедура проводиться для забезпечення стійкості установки під час досвіду. Кінець скляної трубки сифона Г занурюють у воду хімічного стакана В.
На терезах зважують на листочку кальки або восківки магній масою 100 мг (0,1 г) з точністю до 0,001 г. або отримують навішення магнію відомої маси у лаборанта.
б) Проведення експерименту
Колбу А з кислотою переходять в горизонтальне положення, як вказано на рис. 2.
Мал. 2 Розміщення навішування магнію в колбі з кислотою
З листочка паперу навішення магнію обережно зсипають на внутрішню поверхню горловини колби. При цьому стежать, щоб метал передчасно не потрапив в кислоту.
З тієї ж пересторогою в горловину колби А вставляють пробку з газовідвідною трубкою Е. Пробку слід вводити в горловину поступово, злегка повертаючи її.
Колбу А з кислотою ставлять на стіл у вертикальному положенні, одночасно відкривають зажим Д і залишають його відкритим.
Магній, впавши з горловини колби А в кислоту, реагує з нею і витісняє водень, який по газовідвідної трубці Е надходить в колбу Б. тисне на воду і витісняє її в хімічний стакан В. Який обсяг водню виділиться в колбі А. такий же обсяг води надійде з колби Б в хімічний стакан в.
Коли весь магній повністю прореагує з кислотою (огляньте внутрішні стінки і горловину колби А - не прилипли до них шматочки магнію), потрібно зрівняти тиск всередині приладу з атмосферним тиском. Для цього хімічний стакан У присувають до колби Б. піднімають його так, щоб вода в склянці і в колбі були на одному рівні, і закривають затискач Д.
Виймають з склянки відвідну трубку сифона Г і вимірюють мірним циліндром обсяг всієї води в цій склянці. З отриманого обсягу води віднімають раніше додані 50 мл і, таким чином, знаходять обсяг витісненого водню при кімнатних умовах.
За отриманого значення обсягу водню обчислюють значення молярної маси еквівалента магнію (див. Розрахункову частину).
в) Розрахункова частина
Для обчислення значення молярної маси еквівалента (еквівалентної маси) необхідно обсяг водню, виміряний за умов проведення експерименту, привести до нормальних умов (00С і 760 мм. Рт. Ст.) За формулою:
V0 - об'єм газу при нормальних умовах, мл;
Vекс п. - обсяг водню при кімнатних умовах, знайдений дослідним шляхом, мл;
t- температура приміщення, З о;
h- тиск насиченої водяної пари при відповідній температурі досвіду, мм. рт. ст. Ця величина знаходиться в табл. 1.
Тиск насиченої водяної пари при різних температурах.
Поправка на парціальний тиск водяної пари вводиться в рівняння на тій підставі, що газ збирається в колбі над водою, і, отже, загальний тиск в системі є сумою парціальних тисків водню і парів води.
На підставі закону еквівалентів, згідно з яким маси (обсяги) реагуючих речовин пропорційні їх еквівалентним масам (обсягами), скористайтеся співвідношенням:
m (Mg) - маса магнію, взята для досвіду, г;
V0 (H2) - обсяг виділився водню, приведений до нормальних умов, мл;
M (½Mg) - молярна маса еквівалента магнію, г / моль
Vекв. (H) - молярний об'єм еквівалента водню (11200 мл / моль).
Знайдіть відносну помилку, допущену в експерименті, приймаючи теоретичне значення молярної маси еквівалента за 100% (молярна маса еквівалента елемента дорівнює відношенню молярної маси елемента до його валентності).
Проведення експерименту і його результати необхідно оформити в лабораторному журналі в наступному порядку:
· Сутність експериментального визначення молярної маси еквівалента активного металу,
· Дані, отримані при проведенні експерименту,
· Повна розрахункова частина.