Keemia protokoll 4. (0)

Töö eesmärk
Gaaside saamine laboratooriumis; gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vaheliste seoste leidmine; gaasiliste ainete molaarmassi leidmine.
Töövahendid
Kippi aparaat või CO2 balloon (Elmemesser gaas ; 50bar; 15L/min; 99,7% CO2),
korgiga varustatud seisukolb (300cm3),
tehnilised kaalud ( KERN 440-33; d=0,01g; max=200g)
mõõtesilinder (250cm3),
elavhõbeda termomeeter(jaotus 2o C; skaala ulatus -2 kuni 54o C),
aneroid -baromeeter (jaotus 0,1 kPa; skaala ulatus 79,8-106,4 kPa,).
Antud töös kasutatakse aja ja reaktiivide kokkuhoiu mõttes süsinikdioksiidi balloonist.
Töö käik

Kaaluda tehnilistel kaaludel korgiga varustatud ~300cm3 kui kolb (mass m1). Kolvi kaelale teha viltpliiatsiga märge korgi alumise serva kohale

Juhtida balloonist kolbi süsinikdioksiidi 5 minuti vältel. Jälgida, et vooliku ots ulatuks peaaegu kolvi põhjani.

Sulgeda kolb kiiresti korgiga ja kaaluda uuesti (m2).

Juhtida kolbi 1-2 minuti vältel täiendavalt süsinikdioksiidi, sulgeda korgiga ning kaaluda veelkord . Kolvi täitmist jätkata konstantse massi (mass m2) saavutamiseni. (Masside m2 ja m1 vahe on tavaliselt vahemikus 0.17 – 0.22 g).

Kolvimahu (seega ka temas sisalduva gaasimahu) määramiseks täita kolb märgini toatemperatuuril oleva veega ja mõõta vee maht 250 cm3 mõõtsilindri abil. Kuna kogu vesi korraga mõõtsilindrisseei mahu, mõõta kolvis oleva vee maht kahes jaos ja tulemused liita.

Fikseerida termomeetri ja baromeetri abil õhutemperatuur ja õhurõhk labori katse sooritamise momendil.
Katse arvutused
Katsete tulemused:
mass m1 (kolb+ kork +õhk kolvis) = 135,45 g
mass m2 (kolb+kork+ CO2 kolvis) = 135,62 g ja teisel kaalumise tulemus 135,61 g
kolvi maht (õhu maht, CO2 maht) = 310 ml = 0,31 dm3
õhtutemperatuur = 21◦C = 294,15 K
õhurõhk = 101200 Pa
1:Arvutan gaasi mahu kolvis normaaltingimustel.
2. Kasutades gaaside tiheduse valemit ja teades õhu keskmist molaarmassi, leian õhu tihedus normaaltingimustel ning selle kaudu õhu mass kolvis (mõhk):

=1,29g/dm3
3. Arvutan kolvi ning korgi massi (m3) vahest
m3 = m1 – mõhk, [g]
m3=135,45g – 0,400g = 135,05g
ja CO2 mass (mCO2) vahest
mCO2= m2-m3, [g]
mCO2=135,62g – 135,05g = 0,570g
4. Leitud süsinikdioksiidi ning õhu massidest mCO2 ja mõhk arvutan süsinikdioksiidi suhtelise tiheduse (D) õhu suhtes ning selle kaudu süsinikdioksiidi molaarmassi M(CO2).
D=m1/m2=M1/M2
CO2 suhteline tihedus D=0,57g/0,4g= 1,425
5. Leian CO2 molaarmassi M(CO2) Mendelejevi -Clapeyroni võrrandi abil
Andmed:
m= 0,57g
R=8,314
P=101200 Pa
V=0,31dm3=0,00031m3
T=294K
6. Arvutan katse süstemaatilise vea, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist M(CO2)
Süstemaatiline viga:
Suhteline süstemaatiline viga
Kokkuvõte:
Katse süstemaatiline ja suhteline viga jäid lubatud piiridesse ja sellest lähtuvalt võib katse lugeda õnnestunuks.
Kui suur on ühe liitri vedela CO2, Cl2, NH3, CH4 ruumala gaasilises olekus (rõhk 1atm)?
Vgaasiline CO2 =845L
Vgaasiline Cl2 =521L
Vgaasiline NH3 =947L
Vgaasiline CH4 =630L