ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА

Объяснение опыта

Определение эквивалента металла основано на измерении объема водорода, который выделяется при реакции металла с кислотой:

Me(II) + 2HCl = MeCl2 + H2­.

В соответствии с законом эквивалентов:

, (1.1)

где - количество эквивалентов металла;

- количество эквивалентов водорода

или , (1.2)

где m - масса металла, г;

- эквивалентная масса металла, определенная из опыта, г/моль;

- объем выделившегося водорода, приведенного к нормальным условиям, мл;

- эквивалентный объем водорода при нормальных условиях, 11200 мл.

Реакцию проводят в приборе - эвдиометре (рис. 1.1). Он состоит из двух сообщающихся бюреток, в которые залита вода. Одна бюретка 1, называемая измерительной, соединена с двухколенной пробиркой 3 (пробиркой Оствальда) с помощью газоотводной трубки 4. Другая бюретка 2 - вспомогательная. Обе бюретки передвигаются относительно друг друга по вертикали.

 

 

 
 

 

 
 
Рис. 1.1. Схема эвдиометра

 


Проведение опыта

Перед началом работы необходимо убедиться в герметичности прибора. Закрепите бюретки в штативе так, чтобы их можно было свободно передвигать по вертикали, т. е. их передвижению не мешала бы плоскость стола. Нулевая отметка в измерительной бюретке 1 должна быть на уровне глаз.

На пробирку 5 газоотводной трубки 4 плотно наденьте сухую реакционную пробирку 3. Опустите вспомогательную бюретку 2 вниз на 15-20 см. В измерительной бюретке 1 создается вакуум, который должен сохраняться. Если уровень воды в бюретке со временем остается неизменным, то прибор герметичен. Если уровень воды в бюретке 1 будет снижаться, то прибор не герметичен. В этом случае необходимо плотнее вставить пробку 6 газоотводной трубки 4 в бюретку 1 и плотнее надеть пробирку 3 на пробку 5.

ВНИМАНИЕ! Нельзя работать на негерметичном приборе. При работе со стеклом соблюдайте осторожность, учитывая хрупкость стекла.

Убедившись в герметичности прибора, снимите пробирку 3 и установите бюретку 1 так, чтобы уровень воды находился вблизи нулевой отметки. Отсчет уровня ведите по нижнему мениску (рис. 1.2).

 
 
Рис. 1.2. Определение уровня жидкости


 
 

Затем в одно колено реакционной пробирки 3 поместите кусочек металла. Массу металла, указанную на бумажке, в которую он был завернут, запишите в табл. 1.1.

В другое колено пробирки 3 налейте раствор соляной кислоты до трети объема. Плотно наденьте пробирку 3 на пробку 5 газоотводной трубки.

Снова проверьте прибор на герметичность. Если прибор герметичен, то показания уровня воды (V1) в измерительной бюретке запишите в таблицу.

Поднятием пробирки 3 перелейте кислоту в колено с металлом. Выделяющийся водород вытеснит воду из бюретки 1 в бюретку 2. После прекращения реакции (прекращения выделения водорода), выждите 3-5 минут, чтобы содержимое реакционной пробирки охладилось до комнатной температуры.

Затем вспомогательную бюретку 2 опустите так, чтобы уровни воды в обеих бюретках находились на одной высоте. При равных уровнях воды внутри прибора создается атмосферной давление.

В таком положении бюреток замерьте уровень воды (V2) в измерительной бюретке 1 и запишите в табл. 1.1.

 

Вычисления:

1. Определение парциального давления водорода, .

Водяной пар в воздухе обладает заметным парциальным давлением. Чтобы определить парциальное давление водорода , необходимо исключить давление насыщенных паров воды , которое находится по таблице 1.2 при соответствующей температуре опыта.

= Р - . (1.3)

Таблица 1.1