Устаткування і матеріали
Колби на 250 і 500 мл; стакан на 300 мл; трубки скляні й каучукові; затискач; гумові пробки з отворами; фільтрувальна папір; калька; ваги; мірний циліндр на 100 мл; магнієва стружка; сірчана кислота розбавлена.
Порядок виконання роботи.
Робота виконується обов'язково двома студентами!
Для визначення молярної маси еквівалента магнію використовується прилад, зображений на рис. 1.
Прилад складається з А- колби об'ємом 250 мл, Б колби об'ємом 500 мл, В- склянки об'ємом 300 мл. Колба А забезпечена гумовою пробкою з вставленою в неї короткою скляною трубкою, на яку надітий гумовий шланг Е. Для колби Б призначена гумова пробка з двома вставленими в неї скляними трубками, на одну з яких надітий гумовий шланг Е, а на іншу-гумовий шланг з сифоном Г і затискачем Д.
а) Відміряйте циліндром і вилийте в колбу А 25 мл розведеної сірчаної кислоти, намагаючись уникнути змочування горла колби. При попаданні на нього крапель кислоти обережно видаліть їх фільтрувальної папером.
б) На шматочку кальки зважте на терезах приблизно 0,1 г магнієвої стружки з точністю до 0,001 г.
в) Налийте в колбу Б водопровідної води до початку горловини колби.
г) Щільно заткніть колбу Б пробкою з двома трубками.
д) Заповніть сифон Г водою, для чого нахиліть колбу Б над раковиною в сторону трубки з сифоном і відкрийте затиск Д. Дайте воді витіснити все повітря з сифона і закрийте затиск.
Переконайтеся, що вода не капає з сифона і в нього не потрапляють бульбашки повітря. Якщо ці умови не виконуються, зверніться за допомогою до лаборанту.
е) Обполощіть циліндр водопровідною водою і відміряйте 50 мл води (по нижньому краю меніска), вилийте воду в стакан В і опустіть туди сифон.
ж) Нахиліть горизонтально колбу А, не допускаючи попадання сірчаної кислоти в горло колби і обережно покладіть туди кальку з магнієвої стружкою, не допускаючи попадання магнію в кислоту.
з) Один з виконують роботу фіксує колбу Б, не допускаючи її падіння і готується відкрити затискач Д. Другий, тримаючи колбу А в горизонтальному положенні, щільно закриває її пробкою з відвідної трубкою Е і ставить на стіл, фіксуючи руками обидві колби, щоб уникнути їх падіння. Перший студент одночасно з цим відкриває затиск. Слідкуйте за тим, щоб сифон був весь час занурений в рідину!
і) Якщо не весь магній потрапив в кислоту, необхідно, притримуючи колбу Б, обережно посувати колбою А, домігшись попадання в кислоту всього магнію.
к) Дочекайтеся повного розчинення магнію в кислоті (припинення виділення бульбашок водню).
л) Фіксуючи сифон зануреним в рідину, зрівняйте поверхню води в колбі Б і склянці В, підсунувши їх один до одного і обережно піднявши стакан або колбу, в залежності від того, де рівень води вище. Домігшись збіги рівнів рідини, дайте команду закрити затискач. Уникайте перекидання колби А!
м) Об'єм води, витісненої з колби Б в стакан В, дорівнює обсягу водню, що виділився в колбі А при реакції магнію з сірчаною кислотою. Для визначення обсягу витісненої води слід вийняти сифон зі склянки і перелити воду в мірний циліндр. Якщо обсяг води більше 100 мл, слід відміряти циліндром 100 мл води зі склянки, вилити її в раковину і потім вилити в циліндр залишки води, визначивши її загальний обсяг. З отриманої величини слід відняти 50 мл, які були налиті в стакан заздалегідь. Запишіть значення отриманого обсягу Vізмер. Якщо результат експерименту не буде прийнятий викладачем, досвід слід повторити.
Обробка результатів експерименту. (Розрахункова частина).
Отримане значення обсягу водню можна використовувати для розрахунку маси еквівалента магнію тільки після його приведення до нормальних умов. При цьому слід враховувати, що тиск газів над водою в колбі Б, врівноважене атмосферним тиском, визначається виділився воднем і парами води: P = Pводор. + h
P- атмосферний тиск, h- тиск насиченої водяної пари при температурі досвіду.
V0 - обсяг виділився водню при нормальних умовах, мл.
P- атмосферний тиск, мм. рт. ст. визначене за барометра.
h- тиск насиченої водяної пари, мм. рт. ст. при температурі досвіду,
визначене за табл. 1
t - температура досвіду, о С, визначена за термометру в лабораторії.
Таблиця 1 Тиск насиченої водяної пари при різних температурах