Определение химического эквивалента металла объемным методом.

Цель работы.

Усвоить понятие “химический эквивалент”, а также простейшими измерениями газовых объемов и с расчетами по газовым законам.

Теоретическая часть.

Химическим эквивалентом называют количество единиц атомной и молекулярной массы вещества, равноценное в химических реакциях 1,008 единицы атомной массы водорода или молю электронов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях:

1.6*10^-19Кл * 6.02*10²³моль^-19.6484*10⁴Кл*моль.

Экспериментально эквивалент элемента можно определить путем определения количества присоединяемого элементом водорода, кислорода или другого элемента, эквивалент которого известен.

Элемента можно определять и электрохимическим путем на основании закона Фарадея, согласно которому при прохождении 96494 Кл электричества через раствор электролита на электродах выделяется один эквивалент вещества.

В настоящей работе использован наиболее простой и доступный метод определения эквивалентов металлов, основанный на измерении объема водорода при реакции вытеснения его активным металлом из кислоты.

Порядок проведения работы.

В пробирку 1 (см. рисунок) до одной четверти ее объема налить раствор соляной кислоты плотностью 1,21. Боковой отросток должен быть сухим. Навеску металла ссыпать в отросток пробирки. Отверстия пробирки тщательно закрыть и проверить прибор на герметичность. Для этого поднять или опустить бюретку 3, причем уровень воды в бюретке 2 не должен резко изменяться.

Убедившись в герметичности прибора, установить уровни воды в бюретках на одном уровне. Записать положение уровня в бюретке 2. Поднять пробирку 1 (см. пунктир на рисунке) и ссыпать металл из бокового отростка в кислоту. Выделившийся водород увеличивает объем газа в рабочей части прибора, и уровень воды в бюретке 2 понижается.

После окончания выделения водорода тщательно выровнять уровни в обеих бюретках и записать новое значение объема.

Расчет по полученным данным.

Д ано:

V_л1=25,6 V_л2=18

V_п1=28,3 V_п2=36,6

t=13C

р=746мм.рт.ст.

m=0,0245г

где h – парциальное давление паров воды при данной температуре (см. таблицу).

Реакция идет по формуле: Me+2HClMeCl₂+H₂ (1)

V_л=V_л1-V_л2=8,6

V_п=V_п1-V_п2=8,9

V_ср=(V_п+V_л)/2=8,8

Д
ля расчета атомной массы металла возьмем формулу:

А=Э*n, где Э - эквивалент металла

 - валентность элемента

Из химического уравнения (1) видно, что данный элемент имеет валентность 2, а значит А=33,78*2=76,6. Получившаяся молярная масса находится между Zn и Ga, но т.к валентность искомого элемента 2, то это Zn.

Ответ: Zn.

Контрольные задачи

1. При взаимодействии 1,04 г некоторого металла с раствором кислоты выделилось 0,672 л водорода. Определить этот металл.

Ответ: Cr.

2. При взаимодействии 1,5 г некоторого простого вещества с водой выделилось 0,923 л водорода, измеренного при t=27°C и давлении 1,013*10⁵ Па. Определить это вещество.

Ответ:Ca.

3. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998 г NaOH. Вычислить эквивалентную массу и основность H₃PO₄ в этой реакции. На основании расчета написать уравнение реакции.

Ответ: 49 г/моль; 2.

3