Keemia alused - LABORATOORNE TÖÖ 1 - Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine (0)

LABORATOORNE TÖÖ 1
Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine
Töö ülesanne ja eesmärk
Gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine.
Sissejuhatus
Kasutusel on erinevad ideaalgaaside seadused ja nende abil leitakse süsinikdioksiidi molaarmass .
Leida tuleb CO2 tihedus kolvis normaaltingimustel kasutades gaaside absoluutse tiheduse (1 dm3 gaasi mass normaaltingimustel) valemit:
Leida tuleb gaasi maht normaaltingimustel (normaaltingimused: temperatuur = 273,15K, rõhk = 101325 Pa), (Abiks: Boyle ’i seadus. Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga, Charles’i seadus. Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga)
Leitud mahu ja tiheduse abil tuleb arvutada õhu mass:
Arvutada tuleb ka kolvi ja korgi mass, kaalutud kolvi ja arvutatud õhu masside vahest:
Arvutada tuleb ka CO2 mass kolvi massi (pärast süsinikdioksiidi juhtimist sinna) ja kolvi, korgi masside vahest
Nende andmete põhjal tuleb leida suhteline tihedus (ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi
samadel tingimustel) õhu suhtes:
Teades õhu keskimist molaarmassi(29g/mol), saab arvutada süsinikdioksiidi molaarmassi(Suhtelise tiheduse kaudu on kerge leida tundmatu gaasi molaarmassi.
Kaaludes samadel tingimustel ära kindla mahu õhku ja tundmatut gaasi, saab suhtelisest tihedusest ehk masside suhtest molaarmassi vastavalt ):
Absoluutne viga:
g/mol
Suhteline viga:
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Töövahendid: CO2 balloon , 300 ml korgiga varustatud seisukolb, tehnilised kaalud, 250 ml mõõtesilinder, termomeeter , baromeeter . Kasutatud ained: CO2,
Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodikad
Kasutatud on:

• vahetut mõõtmist
  
• ideaalgaaside seaduseid
  
• arvutatud molaarmassi võrdlemist tegelikuga, et tõestada seaduste kehtivust
  

Katseandmed
mass m1( kolb + kork + õhk kolvis) = 146,51g
mass m2(kolb + kork + CO2) = 146,68g
kolvi maht V = 321ml
õhutemperatuur t˚ = 22˚C = 295K
õhurõhk = 101 900 Pa
Mgaas = 29g/mol
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
CO2 tihedus kolvis:
˚=1,29g/dm3
gaasi maht normaaltingimustel:
V˚ = 0,229dm3
õhu mass:
mõhk=1,29g/dm3 · 0,299dm3
mõhk = 0,386g
kolvi, korgi mass:
m3 = 146,51g – 0,386g =146,124g
süsinikdioksiidi mass kolvis:
mCO2 = 146,68 - 146,124g = 0,556g
suhteline tihedus:
D = 0,556g/0,386g = 1,44
CO2 molaarmass
MCO2 = 1,44 · 29,0g/mol = 41,76g/mol
absoluutne viga:
Δ = 41,76g/mol – 44g/mol = -2,24
suhteline viga:
Δ% = 5,1%
a)molaarmassi leidmine moolide arvu järgi:
b)molaarmassi leidmine Clapeyroni võrrandi abil
R = 8,314J/mol·K
Kokkuvõte

Laboratoorne töö näitas seoseid ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel. Kuna leitud süsinikdioksiidi molaarmass on ligikaudselt sama tegeliku süsinikdioksiidi molaarmassiga, siis see näitab erinevate ideaalgaaside seaduste kehtivust.
Erinevus tegelikust molaarmassist võib tulla arvutustel tehtud ümardamistest või mõõtmiste ebatäpsusest.
LABORATOORNE TÖÖ 2
Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi
Töö ülesanne ja eesmärk
Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal.
Sissejuhatus
Erinevate ideaalgaaside seaduste abil leitakse metalli mass.
Et leida metallitüki massi, tuleb kõigepealt leida vesiniku rõhk. ( Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga . Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas , kui teisi gaase segus poleks.)
Seda teades leitakse vesiniku ruumala normaaltingimustel (rõhk= 101325Pa , temp.= 295K) (Katses kogutakse eralduv vesinik vee kohale, mistõttu vesinik sisaldab ka veeauru ja vastavalt Daltoni seadusele):
Avogadro seaduse järgi saab leida vesiniku moolide arvu (Avogadro seadus.Kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad ühesugusel temperatuuril ja rõhul võrdse arvu molekule):
Vesiniku moolide arvu järgi leitakse Mg moolide arv ning seejärel saab leida magneesiumi massi:
mMg = nMg · MMg
Teades tegelikku magneesiumi tüki massi, leitakse suhteline viga:
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Töövahendid: Seade gaasi mahu mõõtmiseks, väike mõõtesilinder, filterpaber,
termomeeter, baromeeter. Kasutatud ained: 10%-ne soolhappelahus, 5,0...10,0 mg metallitükk (Mg)
Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodikad
Kasutatud on:

• vahetut mõõtmist
  
• ideaalgaaside seaduseid
  
• arvutatud massi võrdlemist tegelikuga, et tõestada seaduste kehtivust
  

Katseandmed
Vee nivoo büretil enne reaktsiooni: V1 = 13,12ml
Vee nivoo peale reaktsiooni: V2 = 19,3ml
Eraldunud vesiniku maht: V = | V2 – V1 | = 6,18ml
Gaasi rõhk büretis (võrdub õhurõhuga kui vee nivood on samas tasapinnas):
Püld = 101900Pa
Temperatuur: t° = 273,15K
Veeauru osarõhk temperatuuril t°: pH2O = 2639Pa
MMg=24,3g/mol
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Vesiniku rõhk:
pH2 = 101900Pa – 2639Pa = 99261Pa
Vesiniku ruumala normaaltingimustel
Vesiniku moolide arv:
Reaktsiooni võrrand, magneesiumi moolide arv:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
1mol 1mol
x=2,5·10-4mol 2,5·10-4mol
Magneesiumi mass:
mMg = 2,5·10-4mol · 24,3g/mol=6,075·10-3g=6,075mg
Suhteline viga:
Kokkuvõte
Laboratoorne töö õpetas mõõtma ainete mahtu, õpetas leidma gaasi osarõhku ja näitas erinevate ideaalgaaside seaduste kehtivust, sest tegelik ja leitud metallitüki mass olid ligikaudselt samad.
Erinevus tegelikust massist võib tulla arvutustel tehtud ümardamistest, mõõtmiste ebatäpsusest või reaktsiooni kadudest.