Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu (0)

Tallinna Ülikool - Keemia - Anorgaaniline keemia

1 Hindamata

ANORGAANILINE KEEMIA I: LABORATOORSE TÖÖ PROTOKOLL
Praktikum I
Töö 2: Metalli aatommassi määramine
Katse 1: Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu
Töö eesmärk: Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu
Kasutatud töövahendid: kalorimeeter , kaal, niit , termomeeter
Kasutatud reaktiivid : metallitükk, vesi
Töö käik:

Kaaluti 0,01 g täpsusega 30-50 g raskune metallitükk, seoti see niidi otsa ja riputati 10-15 minutiks keevasse vette.

Kaaluti kalorimeetri sisemine klaas, valati sellesse umbes 100 cm3 vett, kaaluti uuesti ja asetati klaas veega tagasi kalorimeetrisse.

Mõõdeti kalorimeetri siseklaasis oleva vee temperatuur.

Kiiresti võeti keevast veest metall ja asetati kalorimeetri siseklaasi. Segati termomeetriga ettevaatlikult vett ja märgiti vee kõrgeim temperatuur.
Protokolliti katse andmed tabelisse. Kasutades katseliselt leitud metalli erisoojusmahtuvust, arvutati Dulong- Petit´ seaduse põhjal metalli ligikaudne aatommass .
Katse andmed ja arvutused:
Metalli mass
m1= 24,1 g= 0,0241 kg
Kalorimeetri siseklaasi mass
m3= 44,93 g= 0,04493 kg
Kalorimeetri siseklaasi mass koos veega
m4= 128,88 g= 0,12888 kg
Vee mass kalorimeetris
m2= m4 – m3= 0,12888- 0,04493= 0,08395 kg
Metalli temperatuur keevas vees
100oC
Vee algtemperatuur
t1= 22 oC
Vee kõrgeim temperatuur
t2= 25 oC
Vee erisoojusmahtuvus
Cvesi= 4,187 ∙ 103 J kg-1 K-1
Klaasi erisoojusmahtuvus
Cklaas= 0,80 ∙ 103 J kg-1 K-1

Kalorimeetris olev vesi sai soojust:
q2= m2 ∙ 4,187 ∙ 103 (t2 – t1) ∙ J
q2= 0,08395 ∙ 4,187 ∙ 103 (25 – 23) ∙ J
q2= 702, 9973 J

Keeduklaas sai soojust:
q3= m3 ∙ 0,80 ∙ 103 (t2 – t1) ∙ J
q3= 0,04493 ∙ 0,80 ∙ 103 (25 – 23) ∙ J
q3= 71,88 J

Kuna antav ja saadav soojuse hulk on võrdsed, siis:
q1= q2 + q3
q1= 702,9973 + 71,88
q1=
774, 8773 J

Metalli poolt antav soojushulk (erisoojusmahtuvus):
q1= m1∙ c (100 – t2) ∙ J
774,8773 = 0,0241 ∙ c (100 – 25) ∙ J= 1, 8075 c ∙ J
Cmetall = = 428,7011 J

Leiame metalli aatommassi Dulongi- Petit´seadust kasutades:
Aatommass ∙ erisoojusmahtuvus ≈ 26 000
Aatommass ∙ 428,7011 ≈ 26 000
Aatommass ≈
≈ 60,6483
Järeldus:
Erisoojusmahtuvust kasutades on metalli ligikaudne aatommass 60,6483. Kõige lähem aatommassilt on koobalt (Co), mille aatommass on 59 (58,93) või nikkel (Ni), mille aatommass on 59 (58,69). Kuna kasutatav metall jäi katse alguses määramata, siis ei saa leida ka katses tehtud viga. Samas võis kasutatud metall olla ka mitme metalli sulam . Sellest hoolimata näitab katse, et metalli aatommassi on lihtne leida ka katseliselt erisoojusmahtuvuse kaudu (Dulong-Petit´seadus: aatommass ∙ erisoojusmahtuvus ≈ 26000).
Töö 3: Keemilise reaktsiooni kiirus
Katse 1: Reaktsiooni kiirus homogeenses süsteemis – naatriumtiosulfaadi ja väävelhappe lahused
Määrati väävelhappe ja naatriumtiosulfaadi vahelise keemilise reaktsiooni kiirus reaktsioonil tekkiva amorfse väävli sademe tekke alusel:
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO4↑ + S↓
Väävel eraldus kogu lahuses ühtlaselt jaotunud häguna ja reaktsioonikiirus määrati ajavahemiku kaudu, mis kulub lahuste kokkuvalamise hetkest hägu märkamiseni lahuses.
a: Reaktsiooni kiiruse sõltuvus reageerivate ainete kontsentratsioonist
Töö eesmärk: Määrata reaktsiooni kiiruse sõltuvus ainete kontsentratsioonist
Kasutatud töövahendid: katseklaasid, kork , kell
Kasutatud reaktiivid: 2% väävelhape- H2SO4, naatriumtiosulfaat- Na2S2O3, vesi
Töö käik: Nelja katseklaasi möödeti ~6 cm3 2%-list väävelhapet. Naatriumtiosulfaadi lahuste valmistamiseks võeti neli katseklaasi ja nummerdati 1-4. Vastavalt alltoodud tabelile möödeti katseklaasidesse 2%-list naatriumtiosulfaadi lahust ja vett erinevates vahekordades, saadi niiviisi neli eirneva kontsentratsiooniga naatriumtiosulfaadi lahust. Esimesele naatriumtiosulfaadi lahusele ( katseklaas 1) valati varem väljamöödetud kogus (6 cm3) väävelhappe lahust, katseklaas suleti korgiga ja segati katseklaasi kiiresti, seda kahel korral ümber pöörates. Möödeti aeg lahuste kokkuvalamise hetkest kuni hägu tekkimiseni. Hägu ilmumiseks kulunud aeg (sekundites) kanti tabelisse. Samuti toimiti teiste naatriumtiosulfaadi lahustega (katseklaasid 2, 3, 4). Katse andmete põhjal koostati graafik . Ordinaat teljele märgiti reaktsiooni kiirus (v) möödetuna aja pöördväärtusena (1/t) ja abtsissteljele naatriumtiosulfaadi konsentratsioon . Soovitatav mastaap: minimaalne Na2S2O3 sisaldud lahuses – 3 cm ja maksimaalne kiirus – 8 cm. Saadud tulemuste põhjal koostati järeldus reaktsiooni sõltuvuse kohta reageerivate ainete kontsentratsioonist.
Katse andmed ja tabel:
Katseklaasi
nr
Na2S2O3 lahus cm3
a
H2O
b
Na2S2O3 lahuses
a/(a+b)
Aeg
t, s
Kiirus
1/t, s-1
1
6
0
1
38
1/38
2
4
2
2/3
55
1/55
3
3
3
½
69
1/69
4
2
4
1/3
107
1/107
Järeldus: Üks asjaolu, millest lahuse reaktsiooni kiirus oleneb, on reageerivate ainete kontsentratsioon. Kuna ained saavad üksteisega reageerida ainult nende osakeste omavahelise kokkupõrke tagajärjel, siis on arusaadav, et keemilise reaktsiooni kiirus sõltub reageerivate ainete kontsentratsioonist ehk Norra teatlaste C. Guldbergi ja P. Waage poolt 1867. a püstitatud massitoime seaduse järgi: keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega. Katse tulemusel saab järeldada, et lahuse kontsentratsiooni vähenemisel reaktsioon toimub aeglasemalt. Seega, mida väiksem kontsentratsioon, seda vähem kokkupõrgatavaid osakesi ja seda aeglasem reaktsioon.
Katse 1 b: Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist
Töö eesmärk: Määrata reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist
Kasutatud töövahendid: katseklaasid, kell, termomeeter, pliit
Kasutatud reaktiivid: naatriumtiosulfaat- Na2S2O3, 2% väävelhape- H2SO4, vesi
Töö käik: Nelja nummerdatud katseklaasi (1, 2, 3, 4) mõõdeti ~4 cm3 naatriumtiosulfaadi 2% lahust ja teise nelja (1*, 2*, 3*, 4*) ~4 cm3 väävelhappe 2% lahust. Keeduklaasi valati vett ja asetati sellesse kõik katseklaasid. Viie minuti pärast valati katseklaasist 1* väävelhape naatriumtiosulfaadi lahusesse katseklaasis 1. Lahused segati kiiresti ja mõõdeti aeg lahuste kokkuvalamise hetkest hägu tekkimiseni. Mõõdeti vee temperatuur. Keeduklaasis oleva vee temperatuur tõsteti 10o C võrra ning korrati katseid teise katseklaaside paariga (2* ja 2). Analoogselt viia läbi katsed kolmanda ja neljanda katseklaaside paariga, kusjuures igakord tõsteti vee temperatuuri 10oC. Katseandmed kanti tabelisse. Katse andmete põhjal koostati graafik. Ordinaalteljele märgiti reaktsiooni kiirus ja abstsissteljele temperatuur. Soovitav mastaap: 10oC – 2cm, suurim kiirus – 8cm. Saadud tulemuste koostati järeldus.
Katseklaaside nr-d
Katse temp. oC
Aeg t, s
Reaktsiooni kiirus 1/t, s-1
1 ja 1*
22
35
1/35
2 ja 2*
32
23
1/23
3 ja 3*
42
8
1/8
4 ja 4*
52
4
¼
Järeldus: Reaktsiooni kiirus sõltub suurel määral temperatuurist, mis kiirendab aine osakeste liikumiskiirust ja suurendab osakeste omavaheliste põrgete arvu. Samal ajal tõuseb vee temperatuuri suurenedes põrkuvate osakeste energia ja kasvab keemilise reaktsioonini viivate põrgete osakaal. Hollandi keemik J. van´t Hoff selgitas, et reaktsiooni kiirus temperatuuri tõstmisel 10oC võrra suureneb kaks kuni neli korda. Antud katse tulemus kinnitas seda.
Töö 4: Keemiline tasakaal
Katse 1: Ainete kontsentratsiooni muutuse toime keemilisele tasakaalule
Töö eesmärk: Pöörduva reaktsiooni näitena FeCl3 + NH4SCN ↔ (FeNCS)Cl2 + NH4Cl (raud(III) kloriid +ammooniumtsüanaadi vahel) näitel vaadelda, kuidas lahuse värvus sõltub ühendite kontsentratsioonist. Jälgida keemilise tasakaalu nihkumist, kas saaduste või lähteainete suunas, arvestades, et FeCl3 on punane ja (FeNCS)Cl2 on punane.
Kasutatud töövahendid: Keeduklaas, katseklaasid
Kasutatud reaktiivid: H2O, küllastunud raud(III)kloriid- FeCl3, küllastunud amooniumtsüaniid- NH4SCN, tahke ammooniumkloriid
Töö käik: Keeduklaasi valati 20cm3 destilleeritud vett ning lisati 1 tilk küllastunud raud(III)kloriidi ja 1 tilk küllastunud ammooniumtsüaniidi lahust. Saadud punane lahus segati korralikult ja jagati võrdselt nelja katseklaasi.
Esimene katseklaas jäeti võrdluseks.
Teise katseklaasi lisati 2-3 tilka küllastunud raud(III)kloriidi lahust. Jälgiti muutusi ning selgitati välja kummale poole nihkus tasakaal.
Kolmandase katseklaasi lisati 2-3 tilka küllastunud ammooniumtsüaniidi lahust. Jälgiti muutusi ning selgitati välja kummas suunas nihkus keemiline tasakaal.
Neljandasse katseklaasi lisati tahket ammooniumkloriidi ja loksutati tugevasti. Jälgiti lahuse värvi muutumist ning selgitati välja kummas suunas nihkus keemiline tasakaal.
Kirjutati reaktsiooni konstandi avaldus ja anti selgitus keemilise tasakaalunihkumise kohta teises, kolmandas ja neljandas katseklaasis.
Katse andmed:
Katseklaas
Lahuse värvuse muutus
Tasakaalu nihkumine
1
Võrdluseks
Võrdluseks
2
Muutus tumedamaks
Saaduste suunas
3
Muutus tumedamaks
Saaduste suunas
4
Muutus heledamaks
Lähteainete suunas
Konstanti K nimetatakse tasakaalukonstandiks. K on iseloomustav suurus vastavale reaktsioonile:
, kus c on aine kontsentratsioon.
Konstant K lähtub ainete aktiivsusest, st lahustunud ainete kontsentratsioonidest (ja gaaside puhul osarõhkudest). Igal reaktsioonil on oma kindel tasakaalukonstant, mida saab muuta vaid temperatuuri muutes.
Keemiline tasakaal pöörduva reaktsiooni korral püstitub hetkel, kui päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks ning reagentide ja produktide kontsentratsioonid
Pöörduvat reaktsiooni väljendav võrrand:
A + B ↔ C + D
Teises ja kolmandas katses liigub tasakaal lähteainete suunas, kuna katseklaasi lisatakse ühte lähteainet. Neljandas katses aga saaduste suunas kuna katseklaasi lisatakse ühte saadust.
Järeldus:
Tasakaalu liigutamiseks reaktsioonis on üheks võimaluseks lisada lähteainet, et tasakaal nihkuks lähteainete suhtes või lisada saaduseks olevat ainet, et tasakaal nihkuks saaduste suunas. Samuti oleneb tasakaalu nihkumine sellest, kui suure kontsentratsiooniga on lähteained või saadused. Kui lähteained on suure kontsentratsiooniga, siis on tasakaali raske liigutada saaduste suunas. Kui aga lähteained on madalama kontsentratsiooniga, kui lisatav aine, siis liiguv tasakaal saaduste suunas.

.DOCX Laadi alla originaalfail 6 lk · .docx · 28 allalaadimist

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #1

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #2

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #3

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #4

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #5

Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu #6

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 6 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2013-11-22 Kuupäev, millal dokument üles laeti

28 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

215040 Õppematerjali autor

anorgaaniline keemia protokoll praktikum töö 2 töö 3 töö 4 reaktsioon katseklaas metall reaktsiooni kiirus aatommass naatriumtiosulfaadi saaduste suunas aatommassi sõltuvus

Sarnased õppematerjalid

doc

Anorganiline keemia I praktikumi protokoll 1

Anorganiline keemia I: laboratoorse töö protokoll Gulnara Filippova (KAPB 160801) Laboratoorse töö teostamise kuupäev 13.02.2017 Praktikum 1 Töö nr 2: Metalli aatommaasi määramine Katse 1: metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu Töö eesmark Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu Kasutatud kemikaalid ja töövahendid Kalorimeeter, kaal, niit, termomeeter, metallitükk (30-50 g raskune), vesi Töö käik a) Kaaluti 0,01 g täpsusega 30- 50 g raskune metallitükk, siduti see niidi otsa ja riputati 10 kuni 15 minutiks keevasse vette. b) Kaaluti kalorimeetri sisemine klaas, valati sellesse umbes 100 cm3 vett, kaaluti uuesti ja asetati klaas veega tagasi kalorimeetrisse. c) Mõõdeti kalorimeetri siseklaasis oleva vee temperatuur.

Anorgaaniline keemia

docx

Keemia protokoll 1

Analüütlise keemia laboratoorse töö protokoll Mona-Theresa Võlma praktikum I B-1 102074 Töö nr. 2 - Metalli aatommassi määramine, katse 1, Töö eesmäärk: metalli aatommassi määramine erisoojusjuhtivuse kaudu. Reaktiivid: metalli tükk, vesi Töö käik: Kaalutakse ~30g-ne metalli tükk, seotakse niidi otsa ja asetatakse 15 min-ks keevasse vette. Seejärel kaalutakse kalorimeetri sisemine klaas, valatakse sinna 100cm 3 vett ja kaalutakse uuesti, et teada saada vee mass. Veega klaas asetatakse kalorimeetrisse. Seejärel möödetakse kalorimeetri siseklaasis oleva vee temperatuur. Kiiresti võtta keevast veest metall ning asetada kalorimeetris olevasse veeklaasi. Seejärel tuleb termomeetriga ettevaatlikult vett segada ning mööta vee kõrgeim temperatuur. Katse andmed

Anorgaaniline keemia

docx

ANORGAANILINE KEEMIA I LABORATOORSE TÖÖ PROTOKOLL

ANORGAANILINE KEEMIA I: LABORATOORSE TÖÖ PROTOKOLL Robert Ginter - 142462MLGBII Praktikum I 1 TÖÖ 2: METALLI AATOMMASSI MÄÄRAMINE 1.1 KATSE 1: METALLI AATOMMASSI MÄÄRAMINE ERISOOJUSMAHTUVUSE KAUDU Töö eesmärk: Määrata metalli aatommass erisoojusmahtuvuse kaudu Töövahendid: kalorimeeter, keeduklaas, termomeeter, kaal, 30-50 g metallitükk Töö käik: Kaaluti 0,01 g täpsusega 30-50 g raskune metallitükk, seoti see niidi otsa ja riputati 10-15 minutiks keevasse vette. Kaaluti kalorimeetri sisemine klaas ja valati sellesse umbes 100 cm3 vett. Vett täis siseklaas kaaluti uuesti ning asetati tagasi kalorimeetrisse. Mõõdeti kalorimeetris oleva vee temperatuur. Võeti kiiresti keevast veest metall ja asetati kalorimeetri siseklaasi.

Anorgaaniline keemia

docx

Anorgaaniline keemia I protokoll

Protokoll Praktikum1 Töö nr.2 - Metalli aatommassi määramine, katse 1(metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu). Kasutatud vahendid: Tundmatu metalli tükk(m=30,32g), vesi(m=92,114g), klaas(m=45,215g), termomeeter, kalorimeeter, pliit. Töö käik: 1. Kaalusime metallitükk ja klaasi kaalul, saadud tulemused panime kirja ja arvutasime vee massi(M klaas veega M klaas = Mvesi) 2. Mõõtsime vee ja metalli tükki algtemperatuuri 3. Asetasime metalli tükki keevasse vette 15 minutiks 4. Asetasime 100kraadi kuuma metalli tükki kalorimeetrisse 5. Jälgisime termomeetrit ja panime kirja kalorimeetris oleva vee maksimum temperatuuri. 6. Tegime vajalikud arvutused et leida metalli aatommassi ja määrata metalli Katse andmed: · Tundmatu metalli mass m1=0,0302kg · Vee mass m2=0,0921kg

rekursiooni- ja keerukusteooria

doc

Anorgaaniline keemia

Alari Allika pedl-2 092126 Anorgaanilise keemia I Laboritöö Töö nr. 2- Metalli aatommassi määramine, katse 1. metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu. Töö eesmärk: Metalli aatommassi määramine erisoojusmahtuvuse kaudu. Töövahendid: Kalorimeeter,soojusisolatsiooniga varustatud keeduklaas(200-300cm3 ),keeduklaas (100 cm3),termomeeter,kaal,pliit Töö Käik: Kaaluda 0,01 g täpsusega 30-50g raskune metallitükk, siduda niidi ots ja riputada 10 kuni 15 minutiks keevasse vette. Kaaluda kalorimeetri sisemine klaas, valada sellesse umbes 100 cm3 vett, kaaluda uuesti ja asetada klaas veega tagasi kalorimeetrisse. Mõõta kalorimeetri siseklaasis oleva vee temperatuur. Kiiresti võtta keevast veest metal ja asetada

Anorgaaniline keemia

docx

Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus

protsessid lõppenud, vaid kulgevad vastassuunas ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti- Kc. Cc × D d K c= a A × Bb [A]...[D] – ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c, ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti, mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu. pcC × pdD K p= p aA × p bB pA...pD – gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kui reaktsioonis osaleb lisaks gaasidele ka tahkeid või vedelas olekus aineid, siis ei panda neid

Keemia

docx

Keemia 3.praktikum - keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus

Kuidas muutub lahuse värvus? Anda selgitus. Lahus muutub heledamaks, raud(III)tiotsüaniidi värvi intensiivsus on väiksem, seega tema kontsentratsioon on väiksem reaktsioon on lähteainete suunas nihkunud. Eksperimentaalne töö 2 Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist. Töö eesmärk: Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine, graafikute koostamine. Sissejuhatus Reaktsioonikiirus homogeenses süsteemis näitab reageerivate ainete kontsentratsioonide muutust ajaühikus · Lähteainete kontsentratsiooni tõstmine suurendab reaktsioonikiirust Kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonidest järgmiselt: k1 reaktsiooni kiiruskonstant p reaktsiooni järk aine A suhtes q reaktsiooni järk aine B suhtes p+q reaktsiooni summaarne järk

Keemia alused

docx

Ainete konsentratsiooni muutuse mõju tasakaalule

4. Katseklaasis olnud lahus muutus heledamaks, seega reaktsioon liikus lähteainete poole. Lahus muutus heledamaks, kuna lahuses oli rohkem lähteaineid, millel polnud punakat tooni kui FeCl3, millel oli punakas toon. Eksperimentaalne töö 2 Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonis t ja temperatuurist Töö eesmärk Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine, graafikute koostamine. Kasutatavad ained 1%-ne Na2S2O3 lahus, 1%-ne H2SO4 lahus. Töövahendid Büretid, katseklaaside komplekt (8 tk), kummikork, pesupudelid, suurem keeduklaas, termomeeter, elektripliit. Töö käik Reaktsioonikiiruse sõltuvust reageerivate ainete kontsentratsioonist ning temperatuurist on hea vaadelda väävelhappe ning naatriumtiosulfaadi vahelise reaktsiooni abil Na2S2O3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 + S

Keemia alused

Rohkem sarnaseid