Обработка результатов опыта

4.2.1.1 По разности уровней воды в бюретке до и после протекания реакции вычислить объем выделившегося водорода при температуре и давлении опыта.

4.2.1.2 Так как водород собирается над водой, то он насыщен водяным паром. Общее давление в приборе равно атмосферному и складывается из парциальных давлений водяного пара и водорода. Чтобы вычислить парциальное давление водорода, нужно из атмосферного давления Р вычесть величину давления насыщенного при температуре опыта водяного пара h. Для нахождения h следует воспользоваться данными табл.4.2

P(H₂)=P-h

Таблица 4.2 Давление насыщенного водяного пара при различных температурах.

t,0С	h, мм рт. ст.	t,0С	h, мм рт. ст.	t,°C	h, мм рт. cm.	t,°C	h, мм рт. cm.
	9,2		12.8		17,5		23.8
	9,6		13.6		18.6		25,5
	10,5		14.5		19.8		26,7
	11,2		15,5		21,1		28,3
	12,0		16,5		22.4		30.0

4.2.1.3 Привести объем выделившегося водорода к нормальным условиям (Р₀ -760 мм рт.ст., Т₀ = 273 К), используя объединенное уравнение газового состояния:

4.2.1.4 Рассчитать экспериментальное значение молярной массы эквивалента цинка в г/моль по закону эквивалентов в соответствии с формулой:

где V_Э(H₂) - объем, занимаемый одним моль эквивалента газообразного водорода, равный половине молярного объема водорода, т.е. 11,2 л/моль или 11200 мл/моль.

4.2.1.5 Рассчитать теоретическое значение молярной массы эквивалента цинка, зная молярную массу цинка и эквивалентное число z, численно равное числу электронов, отданных цинком в ходе окислительно-восстановительной реакции с соляной кислотой.

4.2.1.6 Вычислить относительную ошибку опыта по формуле:

(%)=

 

 

Примеры решения задач

Пример 1

На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода, измеренного при (н.у.). Вычислить молярные массы металла и оксида. Чему равна относительная масса металла?

Решение:

По закону эквивалентов массы веществ m₁ и m₂, вступающих в реакцию, пропорциональны молярным массам их эквивалентов (4.3)

; (1)

(2)

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см³, л, м³).

Формулу (2) преобразуем относительно объема водорода:

Находим молярную массу эквивалента металла:

По закону эквивалентов:

Относительную атомную массу металла определяем из соотношения:

Пример 2

Определить молярную массу эквивалента Fe₂(SO₄)₃ в реакции ионного обмена: Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2 Fe(OH)₃ + 3 Na₂SO₄.

Решение:

По стехиометрии реакции Z частицы Fe₂(SO₄)₃ равно 6, т. к. при делении коэффициента перед Fe₂(SO₄)₃ получается правильная дробь , знаменатель которой равен 6. Так как , то молярная масса эквивалента сульфата железа (Ш) в данной реакции может быть вычислена по формуле

М_Э(Fe₂(S0₄)₃) = M(Fe₂(SO₄)₃) /6 = 400/6 = 66,7 (г/моль).