WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |

3) Мэ(гидроксида) = М / nOH–, где nOH– – число групп OH–;

4) Мэ(кислоты) = М / nH+, где nH+ – число ионов Н+;

5) Мэ(соли) = М / nмеВме, где nме – число атомов металла; Вме – валентность металла.

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и mпропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

m1 / Mэ1 = m2 / Mэ2.

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, тогда m / Mэ = Vo / Vэ, где Vэ – эквивалентный объём газообразного вещества. Так, для водорода при н.у. эквивалентный объём равен 22,4/2 = 11,2 дм3, для кислорода – 5,6 дм3.

Опыт 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ МЕТАЛЛА Соберите прибор (рис. 1) и проверьте его герметичность, для чего поднимите и опустите открытую трубку и наблюдайте за уровнем воды в другой трубке – он не должен резко колебаться. В противном случае следует плотнее закрыть пробки в трубке и в пробирке.

Если прибор герметичен, то установите уровень воды в обеих трубках на одинаковой высоте и укрепите в таком положении трубки в штативе. Запишите положение уровня в градуированной трубке с точностью до 0,1 см3 (V1). В пробирку налейте осторожно через воронку 3–4 cм3 соляной кислоты (1:3), чтобы не смочить раствором углубление в пробирке (в Рис. 1. Прибор для определения противном случае протрите верхнюю часть пробирки с углублением эквивалентной массы металла:

досуха фильтровальной бумагой) и 1–1 – пробирка с углублением;

2, 3 – бюретки; 4 – штатив капли раствора сульфата меди(II).

Получите у преподавателя навеску металла и запишите её массу в лабораторный журнал (m).

Пробирку с кислотой наклоните и осторожно, чтобы кусочки металла не попали в кислоту, поместите навеску металла в углубление пробирки. Держа пробирку в наклонном положении, плотно закройте её пробкой от прибора и стряхните металл в кислоту.

Под давлением водорода, образующегося при взаимодействии металла с кислотой, жидкость из бюретки переходит в трубку. После окончания реакции пробирку охладите до комнатной температуры и приведите воду в трубках к одному уровню, опуская открытую трубку. Запишите новое положение уровня жидкости в градуированной трубке (V2). Результаты опыта занесите в табл. 2.

2. Экспериментальные данные Положение Атмосфер- Эквива- Относи уровня Объём Масса Темпе- ное лентная тельная в бюретке, смводо- металла ратура давление Р, масса ме- ошибка до после рода V, талла MЭ, m, г t, °С Па/мм е, % смопыта опыта рт. ст. г / моль V1 VРассчитайте объём водорода V = V2 – V1 и приведите его к н.у. по формуле Vо = VР(Н2)То / РоТ = V(Р – h)То / Ро (273 + t), где P(H2) = (P – h) – парциальное давление водорода, Па (мм рт. ст.); Р – атмосферное давление, Па (мм рт. ст.); h – парциальное давление насыщенного водяного пара при данной температуре (t), Па (мм рт. ст.) (табл. 3).

3. ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ВОДЫ (H) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Давление Давление Давление t, °С t, °С t, °С мм мм мм рт.

кПа кПа кПа рт. ст. рт. ст. ст.

10 1,23 9,21 17 1,94 14,52 22 2,64 19,12 1,40 10,51 18 2,06 15,47 23 2,81 21,14 1,59 11,98 19 2,20 16,47 24 2,98 22,15 1,70 12,78 20 2,34 17,53 25 3,17 23,16 1,82 13,63 21 2,49 18,64 26 3,36 25,Вычислите эквивалентную массу металла по уравнению Мэ = 11 200m / Vо, г/моль.

После расчёта экспериментальной эквивалентной массы металла преподаватель называет металл, который использовался в эксперименте. Определите истинную эквивалентную массу металла по формуле Мэ = А / В, г/моль.

По экспериментальному и истинному значению эквивалентных масс металла определите относительную ошибку опыта (е, %) е = 100 Мэ – Мэ/ Мэ.

Опыт 2. ВЗВЕШИВАНИЕ НА ТЕХНО-ХИМИЧЕСКИХ ВЕСАХ Для грубого взвешивания в химической лаборатории применяются технические весы, для более точного взвешивания – техно-химические весы (точность взвешивания – до 0,01 г) и аналитические весы (точность взвешивания – до 0,0001 г).

Порядок взвешивания на техно-химических весах. Техно-химические весы монтируются на столе и проверяются. Переносить их или сдвигать с места после установки и проверки не разрешается.

Снимать с чашек весов и класть на них взвешиваемые предметы и разновесы можно только после арретирования весов, т.е. перевода их в нерабочее состояние. Твёрдые вещества взвешивают на часовых стеклах, в бюксах, тиглях или листочках чистой бумаги, жидкости – в бюксах или химических стаканах. Прокалённые тигли, чашки перед взвешиванием охлаждают до комнатной температуры в эксикаторах.

При взвешивании на левую чашку помещают взвешиваемый предмет, а на правую – пинцетом разновес, приблизительно соответствующий массе предмета. Если разновес оказался больше, то его заменяют меньшим или большим до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие (одинаковое отклонение стрелки в обе стороны от средней черты на шкале). После этого подсчитывают общую массу разновесов, складывая отдельно граммы, дециграммы и сантиграммы, записывают в лабораторный журнал массу предмета с точностью до 0,01 г.

Опыт 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ На техно-химических весах взвесьте чистый стакан вместимостью 100 см3 (m1). Поместите в него несколько кусочков чистого мрамора и вновь взвесьте (m2). Навеска мрамора должна быть около 2,50…3,00 г.

В бюретку, укрепленную в штативе, налейте до нулевого деления 1 М раствор соляной кислоты.

Все измерения объёмов производите по нижнему мениску.

Под бюретку поставьте стакан с навеской мрамора и, осторожно открывая кран, прилейте в него из бюретки 15 см3 раствора кислоты. Когда выделение пузырьков газа замедлится, нагрейте стакан до 60…70 °С. Реакцию можно считать законченной, если выделение пузырьков прекратится.



Слейте образовавшийся раствор с оставшихся кусочков мрамора и промойте их два раза дистиллированной водой методом декантации.

Стакан с оставшимся мрамором высушите в сушильном шкафу и после охлаждения в эксикаторе взвесьте (m3). Экспериментальные данные занесите в табл. 4.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И РАСЧЁТНЫЕ ДАННЫЕ Масса стакана, г ПрореагиЭквивалент- Относиро- Масса ная масса тельная с мрамором вало мра- НС1, СаСО3, ошибка пустомора m(НС1), после Мэ(СаСО3), опыта до опыго, mm(СаСО3): г опыта, г/моль е, % та, mm2 – m3, г mНапишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой.

Массу соляной кислоты определите по формуле m(НС1) = cVM, где с – молярная концентрация соляной кислоты, равная 1 моль/дм3; V – объём соляной кислоты, равный 15 см3 (0,015 дм3); М – молярная масса соляной кислоты, равная 36,5 г/моль.

Вычислите эквивалентную массу карбоната кальция из соотношения m(СаСО3) / m(НС1) = Мэ(СаСО3) / Мэ(НС1);

Мэ(СаСO3) = m(СаСО3)Мэ(НС1) / m(НС1).

По экспериментальным данным и истинному значению эквивалентной массы карбоната кальция определите относительную ошибку эксперимента.

ТЕСТЫ 1. Эквивалентные объёмы водорода и кислорода равны 1) 11,2 и 5,6 дм3; 2) 11,2 и 11,2 дм3; 3) 22,4 и 11,2 дм3; 4) 11,2 и 22,4 дм3.

2. Эквивалентные массы водорода и кислорода равны 1) 1 и 16 г/моль; 2) 2 и 8 г/моль; 3) 1 и 8 г/моль; 4) 2 и 32 г/моль.

3. Эквивалентная масса Al(OH)3 равна …, если взаимодействие Al(OH)3 c соляной кислотой протекает по уравнению Al(OH)3 + 2HCl = Al(OH)Cl2 + 2H2O.

1) 26 г/моль; 2) 39 г/моль; 3) 78 г/моль; 4) 27 г/моль.

4. Мольная и эквивалентная масса металла равны …, если при сжигании металла(II) массой 1,5 г требуется кислород объёмом 0,69 дм3 (н.у.).

1) 24,34 и 12,17 г/моль; 2) 12,17 и 12,17 г/моль;

3) 24,34 и 24,34 г/моль; 4) 20,17 и 24,34 г/моль.

5. Эквивалентная и мольная масса металла будут равны …, если при взаимодействии металла(III) массой 3,24 г с кислотой выделяется водород объёмом 4,03 дм3 (н.у.).

1) 27 и 27 г/моль; 2) 9 и 9 г/моль; 3) 9 и 1 г/моль; 4) 9 и 27 г/моль.

6. Эквивалентная масса серной кислоты равна …, если она массой 98 г реагирует с магнием массой 24 г.

1) 98,5 г/моль; 2) 46,0 г/моль; 3) 49,0 г/моль; 4) 48,0 г/моль.

7. Эквивалентная масса металла равна …, если из хлорида металла массой 20,8 г получается сульфат этого металла массой 23,3 г.

1) 68,5 г/моль; 2) 35,5 г/моль; 3) 48,0 г/моль; 4) 98,0 г/моль.

8. Эквивалентная масса металла равна …, если из нитрата металла массой 1,70 г получается йодид этого металла массой 2,35 г.

1) 62,0 г/моль; 2) 63,0 г/моль; 3) 127,0 г/моль; 4) 100,8 г/моль.

9. Эквивалентная масса металла равна …, если металл массой 0,5 г вытесняет из кислоты водород объёмом 184 см3 при 21 °С и давлении 101,3 кПа.

1) 5,6 г/моль; 2) 32,7 г/моль; 3) 8,0 г/моль; 4) 30, 4 г/моль.

10. Эквивалентная масса кислоты равна …, если на нейтрализацию кислоты массой 2,45 г израсходован NaOH массой 2,00 г.

1) 49 г/моль; 2) 40 г/моль; 3) 98 г/моль; 4) 56 г/моль.

Лабораторная работа ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВА Цель работы: привитие навыков по установлению истинных формул веществ с использованием экспериментальных данных.

Приборы и реактивы: техно-химические весы; эксикатор; щипцы тигельные; тигель № 2; баня песчаная или муфельная печь; ступка фарфоровая с пестиком; шпатель; кристаллогидраты: сульфата меди(II); сульфата никеля(II); хлорида кобальта(II).

Опыт. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ КРИСТАЛЛОГИДРАТА Фарфоровый тигель поставьте в муфельную печь или на песчаную баню и прокалите в течение 10 –15 мин. После этого тигельными щипцами перенесите тигель для охлаждения до комнатной температуры в эксикатор и после охлаждения взвесьте (m1) на техно-химических весах (лабораторная работа 2, опыт 2). Кристаллогидрат измельчите в ступке до тонкого порошка и шпателем перенесите в тигель до его объёма.

Взвесьте тигель с кристаллогидратом (m2). Поставьте тигель с кристаллогидратом в муфельную печь или на песчаную баню и нагрейте до полного обезвоживания (10 – 15 мин). Что наблюдается После изменения окраски соли прекратите прокаливание и поставьте тигель в эксикатор для охлаждения. Взвесьте тигель с солью после прокаливания (m3). Операцию прокаливания, охлаждения и взвешивания повторите до тех пор, пока разница в массе не превысит 0,02–0,03 г.

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ m1, m2, m3 – масса тигля соответственно пустого, с кристаллогидратом, с безводной солью, г;

m2 – m1 = m4 – масса кристаллогидрата, г;

m2 – m3 = m5 – масса удалённой воды, г;

m3 – m1 = m6 – масса безводной соли, г.

По полученным данным рассчитайте количество воды, приходящееся на 1 моль безводной соли и составьте формулу кристаллогидрата.

ТЕСТЫ 1. Чистое вещество (в отличие от смесей) – это 1) чугун; 2) питьевая сода; 3) воздух; 4) нефть.

2. Относительная молекулярная масса карбоната лития равна 1) 56; 2) 64; 3) 74; 4) 87.

3. Формула кристаллогидрата, имеющего состав в массовых долях процента (, %): магния – 9,8; серы – 13,0 %; кислорода – 26,0 %; воды – 51,2 % 1) MgSO4 7H2O; 2) MgSO4 5H2O; 3) MgSO4 4H2O; 4) MgSO4 H2O.

4. Формула кристаллогидрата хлорида меди(II), если при его прокаливании массой 1,197 г потеря в массе составила 0,252 г 1) CuCl2 7H2O; 2) CuCl2 5H2O; 3) CuCl2 4H2O; 4) CuCl2 2H2O.





5. Вещества, с которыми раствор сульфата меди(II) реагирует по отдельности, 1) Fe, Na2S, KOH; 2) Ag, K2CO3, BaCl2;

3) Zn, HNO3, CaCO3; 4) Al, KCl, KOH.

6. Формула кристаллогидрата, имеющего состав в массовых долях процента (, %): натрия – 16,09; углерода – 4,20 %; кислорода – 16,78 %; воды – 62,94 %, 1) Na2CO3 6H2O; 2) Na2CO3 10H2O;

3) Na2CO3 8H2O; 4) Na2CO3 9H2O.

7. Относительная молекулярная масса гидроксида калия равна 1) 56 а.е.м.; 2) 64 г/моль; 3) 74 а.е.м.; 4) 56 г/моль.

8. Количество вещества (моль), содержащееся в 37,6 г нитрата меди(II), равно 1) 0,20; 2) 0,30; 3) 3,35; 4) 5,00.

9. Коэффициент перед формулой кислоты в уравнении реакции Ba(OH)2 + H2S кислая соль + … равен 1) 2; 2) 3; 3) 1; 4) 6.

10. Формула кристаллогидрата, имеющего состав в массовых долях процента (, %): железа – 19,93; серы – 17,08 %; кислорода – 34,16 %; воды – 28,82 %, 1) Fe2(SO4)3 5H2O; 2) Fe2(SO4)3 11H2O;

3) Fe2(SO4)3 9H2O; 4) Fe2(SO4)3 4H2O.

Лабораторная работа ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Цель работы: экспериментальное определение энтальпии реакции нейтрализации, а также энтальпии растворения некоторых солей. Сравнение полученных данных со стандартными значениями этих величин. Привитие навыков расчёта термодинамических величин.

Приборы и реактивы: весы техно-химические; цилиндр мерный вместимостью 100 см3; химические стаканы вместимостью 250 см3; термометр Бекмана; нитрат калия.

Растворы: соляной кислоты и гидроксида натрия – 1 М.

Возможность осуществления химического взаимодействия между веществами оценивается по их энергетическому состоянию. Расчёт энергии веществ и процессов производится на основании уравнений первого и второго законов термодинамики. Количественно величина энергии зависит от параметров состояния химической системы и типа процесса: изобарный, изохорный, изотермический и др.

Химическая термодинамика позволяет предвидеть возможность протекания химических процессов, оценить количественно реакционную способность веществ, рассчитать их химическое сродство.

Для изобарно-изотермических процессов их объединяет функция, называемая изобарноизотермическим потенциалом или свободной энергией Гиббса (G, кДж/моль), равная G = H - TS.

Энергия Гиббса служит критерием самопроизвольного протекания химической реакции:

– если Gхр < 0, то возможно самопроизвольное протекание данной реакции при определенных условиях;

– если Gхр > 0, то в данных условиях протекание реакции принципиально невозможно;

– если Gхр = 0, то данная реакция является абсолютно равновесной, т.е. равновесие в реакции наступает в момент Т= Hхр / Sхр.

Опыт 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКТА (ЭНТАЛЬПИИ) РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ КИСЛОТЫ ЩЁЛОЧЬЮ В стеклянный стакан налейте 25 см3 раствора соляной кислоты. Опустите в раствор термометр и измерьте температуру раствора (точность измерения зависит от шкалы термометра). В другой стакан налейте 25 см3 раствора щёлочи и также измерьте его температуру. После выравнивания температур проведите реакцию нейтрализации, для чего к раствору кислоты осторожно прилейте раствор щёлочи и, плавно помешивая смесь термометром, зафиксируйте максимальное изменение температуры смеси.

ЗАПИСЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА И РАСЧЁТЫ 1. Определите количество теплоты, выделившееся в реакции нейтрализации по уравнению Q = ct(m1 - m2), где т1 и т2 – массы растворов кислоты и щёлочи соответственно (плотности растворов принять равными 1 г/см3), г; t – максимальное изменение температуры смеси, °С; с – удельная теплоёмкость смеси принимается равной теплоёмкости воды с = 184 Дж/(г·К).

2. Рассчитайте экспериментальную энтальпию (кДж/моль) реакции по формуле H = Q10–3 / Vc, где Q – количество теплоты, выделившееся в ходе реакции нейтрализации, Дж; V – объём раствора кислоты, дм3; с – молярная концентрация раствора, моль/дм3.

3. Составьте краткое ионное уравнение реакции нейтрализации и рассчитайте теоретическое значение энтальпии для этого процесса по следствию из закона Гесса.

4. Определите относительную ошибку опыта.

Опыт 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКТА РАСТВОРЕНИЯ СОЛИ В ВОДЕ Налейте в стакан 100 см3 дистиллированной воды и измерьте её температуру. Взвешенную навеску нитрата натрия на техно-химических весах массой примерно 1,5 г и поместите в стакан с водой.

Осторожно перемешивая термометром до полного растворения навески, зафиксируйте максимальное изменение температуры раствора.

ЗАПИСЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА И РАСЧЁТЫ 1. Рассчитайте тепловой эффект растворения соли в воде по уравнению c(m1 + m2) tMHэксп =, m2 где т1 и т2 – масса воды и соли, соответственно, г; t – максимальное изменение температуры при растворении, °С; с – удельная теплоёмкость воды с = 4,184 Дж/(г·К); M – молярная масса нитрата калия, г/моль.

2. Рассчитайте относительную ошибку опыта, учитывая, что теоретическое значение энтальпии растворения нитрата калия в воде при 25 °С составляет Hтеор = –34,77 кДж/моль.

3. Оцените изменение энтропии, при растворении соли и сделайте соответствующие выводы.

ТЕСТЫ 1. Теплота образования N2O(г) равна …, если термохимическое уравнение реакции C(графит) + 2N2O(г) = CO2(г) + 2N2(г); H° = –557,5 кДж (H°(CO2) = –393,5 кДж/моль).

1) –164 кДж/моль; 2) +82 кДж/моль;

3) –82 кДж/моль; 4) +164 кДж/моль.

2. Тепловой эффект реакции 2Mg(кр) + CO2(г) + 2MgO(кр) + С(графит) (H°(CO2) = –393,5 кДж/моль; H°(MgO) = –601,8 кДж/моль) равен 1) –810,1 кДж; 2) +405 кДж; 3) +810 кДж; 4) –405 кДж.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.