Keemia praktikum (0)

Laboratoorne töö nr.1

Süsinikdioksiid molaarmassi määramine

Töö ülesanne ja eesmärk
Töö eesmärgiks on gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine. Eksperimentaalse töö käigus tuli leida süsinikdioksiidi molaarmass kolmel viisil:

• Gaasi suhtelise tiheduse valemi abil. 
  
• Moolide arvu kaudu (V0CO → n CO→ M CO).
  
• Kasutades Clapeyroni võrrandit.
  

Sissejuhatus:
Õhumaht kolvis normaaltingimustel:
Mass:
Gaasi absoluutne tihedus:
Gaasi suhteline tihedus:
Suhteline tihedus õhu suhtes:
Suhteline viga:
Moolide arv, kui V0 on gaasimaht kas normaal - või standardtingimustel.
Moolide arv:
Clapeyroni võrrand:
R – universaalne gaasikonstant = 8,314 J/mol*K
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid :
Töövahendid: 300ml kuiv kolb korgiga , CO2 balloon , baromeeter, termomeeter , 250ml mõõtesilinder, tehnilised kaalud.
Kasutatud ained: CO2, toatemperatuuril olev vesi.
Kasutatud uurimis - ja analüüsimeetodid ning metoodikad.
Kaalusin tehnilisel kaalul 300 ml korgiga varustatud kolvi ( m1= 143,58 g) ning tegin viltpliiatsiga märke kolvi kaelale korgi alumise serva kohale. Seejärel juhtisin balloonist 7...8 minuti vältel kolbi süsinikdioksiidi. Tuli jälgida, et vooliku ots ulatuks peaaegu kolvi põhjani, aga ei oleks tihedalt vastu põhja. Nõuete mittetäitmisel võis juhtuda, et kogu CO2 väljub voolikukimbu teistest harudest. Seejärel sulgesin kolvi kiiresti korgiga ja kaalusin uuesti. Juhtisin kolbi veel 1...2 minuti vältel täiendavalt süsinikdioksiidi. Sulgesin kolvi hermeetiliselt korgia ning kaalusin veelkord. Kuna masside m2 ja m2 vahe oli täpselt vahemikus (0,17...0,22 g.) jätkasin edasiste tööülesannetega. Kolvi mahu määramiseks täitsin kolvi kaelale tehtud märgini toatemperatuuril oleva veega ning seejärel valasin vee mõõtesilindrisse.
Katse toimumise hetkel fikseerisin termomeetri ja baromeetri abil õhutemperatuuri ja õhurõhu laboris.
Katseandmed :
mass m1 (kolb + kork + õhk kolvis) = 143,58 g
mass m2 (kolb + kork + CO2 kolvis) = 143,77 g
mass pärast CO2 kolvi juhtimist (1-2 min) = 143, 77 g
kolvi maht V = 250 ml+70ml=312 (ml)
õhutemperatuur t◦ = 20,35◦C = 293,5 K
õhurõhk P = 101500 Pa
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs:

• Molaarmassi leidmine CO2 gaasi suhtelise tiheduse kaudu.
  

Õhu maht kolvis normaaltingimustel:
Õhu mass kolvis:
Kolvi ja korgi mass:
CO2 mass:
Süsinikdioksiidi suhteline tihedus (D) õhu suhtes:
Süsinikdioksiid molaarmass:
Katse süstemaatiline viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist MCO2 :
Katse suhteline viga:

• CO2 molaarmass leidmine moolide arvu kaudu.
  

Moolide arv:
CO2 mass:
Leitud esimese ülesande käigus. Arvutused asuvad leheküljel nr.4
CO2 molaarmass:
Katse süstimaatiline viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist MCO2:
Katse suhteline viga:

• CO2 molaarmass, kasutades Clapeyroni võrrandit.
  

CO2 mass:
Leitud esimese ülesande käigus. Arvutused asuvad leheküljel nr. 4.
CO2 molaarmass:
Katse süstemaatiline viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist CO2:
Katse suhteline viga:
Kokkuvõte ja järeldused
Esimese laboratoorne töö õpetas praktiliselt leidma seoseid gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel. Katse tulemuse käigus oli võimalik näha kuidas leida süsinikdioksiidi molaarmassi kolmel viisil: gaasi suhtelise tiheduse valemi abil, moolide arvu kaudu (V0CO → n CO→ M CO), Clapeyroni võrrandi kaudu. Kõige täpsemaks osutus neist gaasi suhtelise tiheduse valem, kus katse suhteline viga tuli ainult 1,14 %. Üldiselt tulid vead suhteliselt väikesed ning tõenäoliselt on need tingitud arvude ümardamisest.
Laboratoorne töö nr.2

Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi

Töö eesmärk ja ülesanne:
Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal.
Sissejuhatus:
Katses leitakse magneesiumi mass reaktsioonis soolhappega eralduva vesiniku mahu põhjal.
Reaktsioonivõrrand: Mg + 2HCl → Mg2Cl + H2
Daltoni reegel:
Püld – gaasisegu rõhk süsteemis (büretis), mis võrdub õhurõhuga mõõtmishetkel.
Moolide arv:
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid:
Töövahendid:
Katseseadeldis, mis koosneb kahest kummivoolikuga ühendatud büretist, katseklaas, filterpaber , väike mõõtesilinder, baromeeter, termomeeter.
Kasutatud ained:
5...6 ml 10%-st soolhappelahust, 5-10 mg metallitükk ( Mg)
Kasutatud uurimis- ja analüüsmeetodid ning metoodikat:
Katseseadeldis koosneb kahest kummivoolikuga ühendatud büretist, mis on täidetud veega. Üks bürett on ühendatud katseklaasiga, milles metall reageerib happega .. Sättisin büretid ühele kõrgusele ning kontrollisin , et vee nivoo oleks mõlemas büretis silma järgi ühel kõrgusel ja büreti keskel. Seejärel ühendasin katseklaasi tihedalt korgiga. Tõstsin ühe büretiharu teisest 15...20 cm kõrgemale ning tuli oodata paar minutit, kas vee nivoo püsib paigal. Kuna vee nivoo püsis paigal, jätkasin katsega .Seejärel viisin büretid ühele kõrgusele ja eemaldasin katseklaasi.
Seejärel tuli võtta mg tükk ning mähkida see märja filterpaberi sisse. Valasin ettevaatlikult 5-6 ml 10%-soolhappelahust katseklaasi nii, et katseklaasi ülaosa ei puutuks happega kokku. Asetasin metallitükI filterpaberiga katseklaasi seinale umbes 1 cm allapoole avaust ning sulgesin kiiresti katseklaasi hermeetiliselt.
Liigutasin bürette üles-alla nii, et vee nivood olid mõlemas büretis ühes tasapinnas.Märkisin üles näidu ühelt büretilt (V1). Peale seda liigutasin katseklaasi järsult üles-alla, et kukutada metallitükk happesse. Loksutasin, et paber rohkem avaneks ja jälgisin, kuidas reaktsioon algab ning vee nivoo bürettides muutub.
Kui reaktsioon oli lõppenud ja nivood enam ei muutunud, lasin eraldunud vesinikul 2...3 minutit jahtuda, jälgides, et vee nivoo püsiks enam-vähem paigal. Seejärel liigutasin bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid jällegi silma järgi ühes tasapinnas ja lugesin samalt büretilt uue nivoo näidu (V2)
Lõpuks fikseerisin temperatuuri ja õhurõhu laboris. Reaktsioonivõrrandit aluseks võttes arvutasin vesiniku mahu järgi katseks antud metallitüki massi.
Katseandmed:
Vee nivoo büretil V1 =11,2 ml
Vee nivoo peale reaktsiooni V2 =16,6 ml
Eraldunud vesiniku maht V = | V2 – V1 | = |16,6- 11,2| = 5,4 = 0,0054 dm3
Temperatuur t0 = 20,5oC = 293,65 K
Õhurõhk Püld = 101400 Pa
Veeauru osarõhk sõltuvalt temperatuurist= t0
PH2O = 18,1 mm Hg
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs:
PH2O teisendamine:
Vesiniku maht normaaltingimustel:
Vesiniku moolide arv:
Reaktsioonivõrrand:
Kokkuvõte või järeldused
Sain vaadata kuidas reageerib metallitükk (mg) soolhappelahusega ning kuidas on omavahel seotud gaaside segud ja gaaside osarõhk. Katses tuli väga täpselt jälgida etteantud juhiseid, mis võib olla ka suhteliselt suure vea põhjuseks. Kuid vigasid võisid ka põhjustada ebatäpsed arvutused.
12