К., Касенова Н. Б. Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар
жүктеу/скачать 2,71 Mb.
|
Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар методичка
| ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №3
Газ тәрізді заттардың молярлық массасын анықтау Жұмыстың мақсаты: Газдың молярлық массасын анықтайтын әдістерінің бірімен танысу, таразыда өлшеп үйрену және газ заңдарын қолданып молярлық массаны анықтау. Маңызды түсініктер. Газды күйдің ерекшеліктері. Авогадро заңы. Бойль-Мариот заңы. Гей-Люссак заңы. Газ күйінің Менделеев-Клапейрон теңдеуі. Дальтонның парциалды қысым заңы. Реалды газдар және олардың идеалды газ қасиеттерінен ауытқушылықтары. ! Білу керек. 1. Өзге параметрлер тұрақты болып қалады деген шартпен, басқа газ күйінің параметрлерінің өзгеруін есептеуге қажетті газ заңдарын есеп шығару үшін қолдану. 2. Газ массасының белгілі көлемінде заттың салыстырмалы молекулалық массасын анықтау. 3. Газдың салыстырмалы молекулалық массасын орнату үшін газдың массасын және көлемін берілген температура және қысым кезінде тәжірибелік анықтау. 4. Су бетінде жиналған газдың парциалды қысымын тәжірибелік анықтау. 5. Полярлы және полярсыз газ молекулаларындағы молекулаларалық сипатын ажырата білу. 6. Реалды газдардың іс-әрекетінің идеалды газдар іс-әрекетінен ауытқушылықтарындағы сутектік байланыстың әсерін ескеру. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ Заттардың салыстырмалы молярлық массасы дегеніміз (Mr) – көміртегі атомының 1/12 бөліміне қатысты алынған молярлық массасы. Реакцияға қатысқан заттарды есептеу үшін, моль деген ұғым енгізілген. Моль дегеніміз – заттардың (молекулалар, атомдар, иондар және тағы басқа бөлшектер) 0,012 кг көміртегі 12 атомдар саны сәйкес келетін структуралы, бөлшектер. Мольдағы бөлшектер саны NA = 6,02*1023. Бұл сан Авогадро саны деп аталады. Кез келген газ тәріздес заттардың қалыпты жағдайдағы: (Р0 = 101,3кПа, Т0 = 273 К) көлемі 22,4 л. Бұл сан газдың қалыпты жағдайдағы молярлық көлемі деп аталады. Молярлық масса дегеніміз заттардың массасының оның мөлшеріне қатынасын айтады. M(B) = m(B)/n(B); M(B) – заттың молярлық массасы; n(B) – зат мөлшері. Басқаша айтқанда молярлық масса бір моль заттың массасы: M(NaOH) = 40г/моль; M(H2SO4) = 98 г/моль. Молярлық массаларды үш жолмен есептеуге болады: Салыстырмалы тығыздық арқылы; Газдың молярлық көлемі арқылы; Менделеев-Клапейрон теңдеуі арқылы: pV=(m/M)RT; M=(mRT)/pV; P – қысым, кПа V – көлем, л m – масса, г M – молярлық масса, г/моль R – молярлық газ тұрақтысы, ,314 л*кПа/моль*М T – абсолюттік температура, К ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ Реактивтер мен құралдар: Кипп аппараты, технохимиялық таразы, цилиндр (250 мл), тығыны бар колба (200-250 мл), термометр, барометр, тұз қышқылы (1:3), мрамор. Тәжірибе №1. Көміртегінің қос оксидін (CO2) алу үшін Кипп аппаратын жинау керек. Мраморға CaCO3, тұз қышқылын құйып алады. Алынған көміртегінің (IV) оксидін тұз қышқылынан тазалау үшін, оны натрийдің гидрокарбонаты NaHCO3 ерітіндісінен өткіземіз, сосын концентрлі күкірт қышқылынан өткізіп, құрғатады. Таза және құрғақ колбаны резина тығынымен жауып, белгі қойып, технохимиялық таразыда 0,001 г дәлдікке дейін өлшеңдер, колбаның массасын – m жазыңыздар. Колбаны көміртегінің (IV) оксидімен 3-4 мин Кипп аппаратынан жіберіп, толтырыңдар. Колбадан ақырындап газ келген турбканы шығарып, колбаны тығындап, қайта таразыда өлшеу керек - m2. Колбаны СО2 –мен бірнеше рет толтырып, бірнеше рет өлшеу керек. Егер m2 кейінгі рет өлшегенде бір-бірінен 0,01 г айырмасы болса, өлшеуді аяқтаңдар. Колбаның көлемін анықтау керек, оны колбадағы белгіге дейін су құйып, сосын цилиндрге құйып, анықтаңдар. Тәжірибе температурасын анықтап °С, оны абсолют температураға аудару керек. Т°К = 273 + tтәжірибе. Барометрдегі атмосфера қысымын анықтау керек, Р, кПа. P,V, T беогілі болғандықтан Менделеев-Клапейрон теңдеуі бойынша ауаның колбадағы массасын керек – mB. mB = Мауа * pV/RT Колбадағы көміртегінің (IV) оксидін қалыпты жағдайға мына теңдеу бойынша аударамыз: V0P0/T0 = VP/T V0 = VPT0/P0T Т – температура °К; V0 - T = 273К және p0 = 101,3 кПа болғандағы көлем. CO2 молярлық массасын есептеңдер: CO2 ауа салыстырмалы тығыздығы арқылы: М (СО2) =(mСО2*29)/mауа; 2) Газдың молярлық көлемі бойынша: М (СО2) =(mСО2*22,4)/ V0; 3) Менделеев-Клапейрон теңдеуі бойынша: М (СО2) =(mСО2* RT)/ pV; Осы табылған молярлық массалар бойынша орташа молярлық массаны есептеңдер (Мтәжірибе). Теориялық молярлық массасына салыстырып, салыстырмалы проценттік қатені есептеңдер: % қате = (Мтеор – М тәж)/Мтеор*100 Кипп аппаратында жүретін реакциялар теңдеулерін жазыңдар: HCl + CaCO3 → NaHCO3 + … → 3) H2SO4 + … → Тәжірибе №2. Көміртек диоксидінің молекулалық массасын анықтау. Жұмыстың мәні белгілі қысым және температурада өлшенген, белгілі көлемінде көміртегі диокисдінің массасын орнатуға негізделеді. Ол үшін көлемі шамамен 1 л болатын құрғақ колбаны тығынмен тығыз жабады және шыныға арналған қарандашпен колбаға тығынның енген жерін белгілейді. 0,01 г нақтылықта колбаны ауасымен және тығынымен өлшейді. Сурет 3.1. Колбаны көміртек диоксидімен толтыру Кейін колбаны Кипп аппаратынан (1) (3.1. сурет) немесе баллоннан құрғақ көміртек диоксидімен толтырады. Кептіру және тазалау үшін газды сода ерітіндісі (2 ) және концентрлі күкірт қышқылы (3) бар жуғыш бөтелке арқылы өткізеді. Шыны газөткізгіш түтікшені колба (4) түбіне дейін түсіреді және көміртек диоксидін өткізеді. Біраз уақыттан кейін ауаның газбен толығымен ығысқанын жанып тұрған алау көмегімен тексереді. Газөткізгіш түтікшені баяулап алып, колбаны тығынмен белгісіне дейін жауып, өлшейді. Өлшеу нәтижесі бойынша колбаның газбен толығымен толғанына көз жеткізбейінше, колбаны көміртегі диоксидімен толтыруды бірнеше рет жүргізу керек. Колбадағы газ көлемін колбаны өлшеміне дейін толтырып тұрған бөлме температурасындағы су көлемі бойынша анықтайды. Темпераура және қысымын зертханада өлшеңдер. Алынған көрсеткіштер бойынша ауаның, колбаның және көміртегі диоксидінің массасын есептеп, көміртегі диоксидінің молекулалық массасын анықтаңдар. Тәжірибе №3. Оттегінің молекулалық массасын анықтау. Жұмыс барысында белгілі температура және қысымда оттегінің массасын және көлемін анықтау қажет. Оттегіні калий (V) оксохлоратын KClO3 ыдыратып алыңдар, катализатор ретінде марганец (IV) оксидін қолданыңдар. (Оттегіні алу үшін калий (VII) оксоманганатын KMnO4 алуға болады). Жұмысты орындау барысында бертолет тұзы бар сынауықтан (1), Вульфа склянкасы (2) және қабылдауыш стаканнан тұратын құрылғыны (3.2. сурет) қолданыңдар. KClO3 ыдыраған кезде түзілетін оттегінің көлемі 400-500 мл екенін ескере отырып, KClO3 қажетті мөлшерін есептеңдер. Марганец (IV) оксиді қосылған калий оксохлоратының есептелген мөлшерін сынауыққа слыңдар, оны 0,01 г нақтылықта өлшеп, құрылғыға жалғаңдар. Екітығынды Вульфа ыдысын бөлме температурасындағы сумен толтырып, газөткізгіш тығыны бар түтікшемен тығыз жауып қойыңдар. Бөлме температурасындағы сумен (100-150 мл) толтырып, қабылдағыш стакан дайындап қойыңдар. Вульфа ыдысын және қабылдағыш стаканды жалғап тұратын түтікшені сумен тотырып, герметикалығын тексеріңдер. Ол үшін шыны түтікшені столдың шетіне түсіп тұратындай етіп орналастырыңдар. Жүйе герметикалық болса, түтікшеден су шықпауы керек. Олай болмаған жағдайда барлық жерді тексеріп, герметикалы болатындай жасаңдар. Түтікше ауамен толмауы үшін оны қыстырғышпен қысып қою керек, содан кейін түтікше соңын қабылдағыш стаканға салып, қыстырғышты ашыңдар. Сынауық ішіндегіні абайлап қыздырыңдар. Ақ түтін пайда болған жағдайда қыздыруды баяулату керек, ал егер стаканға 300-400 мл су толса, қыздыруды тоқтатыңдар. Құрылғыдағы газ және суды бөлме температурасына дейін суытыңдар. Құрылғыдағы қысымды атмосфералыққа келтіріңдер. Ол үшін стакандағы (түтікшені суырмай) және Вульфа ыдысындағы су бір деңгейде болатындай етіп орналастырыңдар. Осы қалыпта бірнеше минут тосып, қыстырғышты жабыңдар. Ығысқан су көлемі бойынша түзілген оттегінің көлемін есептеңдер. Сынауықты қалған қоспасымен өлшеңдер. Оттегінің температурасын, қысымын және тәжірибе жағдайындағы су буының қысымын белгілеңдер. Алынған мәліметтер бойынша оттегінің молекулалық массасын есептеңдер. Сурет 3.2. Оттегіні алуға арналған құрылғы жүктеу/скачать 2,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|