Определение молярной массы эквивалента цинка

Лабораторная работа 1. Определение молярной массы эквивалента цинка

Цель работы. Освоить метод определения молярной массы эквивалента металлов по вытеснению водорода из растворов кислот.

Химический процесс. Для определения молярной массы эквивалента цинка использовали окислительно-восстановительную реакцию взаимодействия металлического цинка с разбавленной соляной кислотой.

В ходе данной химической реакции цинк окисляется, а водород восстанавливается:

Исходя из данной окислительной полуреакции, фактор эквивалентности  цинка равен ½, следовательно, молярная масса эквивалента цинка равна ½  его молярной массы.

Экспериментальная часть.  Для определения молярной  массы эквивалента цинка пользовались прибором, изображенным на рисунке 1.

Прибор состоит из градуированной бюретки (2), соединенной резиновым шлангом (3) с воронкой (4), зафиксированным  на штативе (1) и пробирки. Бюретка и пробирка плотно закрываются пробками. Бюретка, резиновая трубка и воронка должны быть заполнены водой.

Перед началом опыта прибор проверили на герметичность. Для этого кольцо штатива с воронкой  опустили вниз и укрепили в неподвижном состоянии. Если прибор герметичен, то в начале при опускании воронки уровень воды в бюретке немного понизится, а затем останется постоянным. Если же уровень воды непрерывно будет понижаться, значит прибор не герметичен. Надо добиться герметичности.

Установили одинаковый уровень воды в бюретке и воронке, чтобы давление внутри прибора было равно атмосферному.

Сняли пробирку и налили в нее (не смачивая стенки верхней части пробирки) 5 см3 разбавленной соляной кислоты (HCl).

Держа пробирку в наклонном положении, положили навеску цинка на сухую стенку пробирки (металл не должен соприкасаться с кислотой) и осторожно, не меняя положения пробирки, соединили ее с прибором.  Проверили, не нарушилась ли герметичность прибора. Отметили и записали уровень воды в бюретке, произведя отсчет по нижнему мениску жидкости. Легким постукиванием пальца по стенке пробирки стряхнули цинк в кислоту. Под давлением водорода, образующегося при взаимодействии металла с кислотой, вода из бюретки вытиснилась. Реакция протекла с выделением тепла.

После окончания реакции дали пробирке остыть до комнатной температуры, привели воду в бюретке и воронке к одинаковому уровню и записали уровень воды в бюретке. Одновременно записали температуру окружающего воздуха по термометру и атмосферное давление по барометру. Результаты опыта внесли в таблицу 1.

Таблица1

Обработка результатов опыта

1) Привели найденный объем водорода к нормальным условиям по формуле

где - давление водяных при данной температуре, Па (мм рт. ст.), – атмосферное давление; - значение температуры, давления и объема при стандартных условиях; Т – температура К, Т = 273 + t.

2) Вычислили массу вытесненного водорода, учитывая что мольный объем водорода при нормальных условиях равен 22, 4 л и весит 2 г. Все данные перевели в одну систему измерений и составили пропорцию.

22, 4 л    -        2 г

      V0     -        Х г,

где Х г - масса водорода, г.

3) Вычислили молярную  массу  эквивалента цинка по формуле

,                                  

где - эквивалентная масса водорода, равная 1г/моль; – масса выделившегося водорода, г;               - масса цинка, г.

4) Вычислили теоретическую эквивалентную массу цинка, зная его атомную массу и валентность.

5) Найдите ошибку опыта в % по формуле

.                            

Вывод: