Metalli massi määramine (0)

TTÜ keemiainstituut
Anorgaanilise keemia õppetool
YKI3030 Keemia ja materjaliõ petus
Laboratoorne
Töö pealkiri:
töö nr. 5
Metalli massi määramine
Õpperühm:
Töö teostaja :
Õppejõud:
Töö teostatud:
Protokoll esitatud:
Protokoll
arvestatud:
+++++++
Katseseadeldis koosneb kahest kummivoolikuga ühendatud büretist, mis on täidetud veega. Üks bürett on ühendatud katseklaasiga, milles metall reageerib happega .
Eesmärk
Mg metalltükki massi uurimine .
Kasutatavad ained
10%-ne soolhappelahus,
Mg metallitükk (Nr 362).
Töövahendid
Seade gaasi mahu mõõtmiseks,
mõõtesilinder (25 cm3),
lehter ,
filterpaber,
termomeeter ,
baromeeter,
hügromeeter.
Töö käik:
Ettevalmistus
Eemaldasin katseklaaasi seadest ja pesin seda destilleeritud veega. Sättisin büretid ühele kürgusele nii, et vee tasemed mõlemates büretides oleksid ühel kõrgusel ning büretide keskel. Tõstsin ühe büreti ~20cm kõrgemale. Mõne minutite jooksul vee tase ei muutunud, mis tähendab, et korkid ja voolikud olid korras ja seade oli hermeetiline. Panin büretid ühele tasemele nin eemaldasin katseklaasi.
Katse:
Valisin endale metalltükk paberis (Nr 362). Võttsin metalltükki paberist välja ja mahkisin filterpaberisse. Mahkisin mitte väga tihedalt, et paber saaks katse käigus avaneda. Tegin filterpaber märjaks destilleeritud veega.
Mõõtsin mõõtsilindriga 5 cm3 10%-st soolhappelahust ning valasin seda hape läbi lehtri katseklaasi nii, et katseklaasi ülaosa ei puutuks happega kokku. Asetasin metalltükk filterpaberiga katseklaasi ning sulgesin seda hermeetiliselt nii, et metalltükk ei kukkunud happesse.
Liigutasin burette nii, et vee tasemed oleksid ühes tasapinnas. Märkisin näit ühelt büretilt (V1).
Katselaasi järsult liigutades kukutasin metalltükk happesse. Algas reaktsioon ja vee tasemed büretides muutusid. Ootasin, kui reaktsioon on lõppenud. Lastin eraldatud vesinikul 3 min jahutada. Vee tasemed enam ei muutunud. See tähendas et, seade oli hermeetiline ja katse õnnestus.
Liigutasin büretid nii, et muutunud vee tasemed oleksid silma järgi ühel tasapinnal . Lugesin samalt büretilt uus näit (V2).
Katstulemused:
(Ma võtsin lugemid mõlematest büretidest (V11 ja V12 ning V21 ja V22) et kontrollida vastust.
V11=13,6cm3, V12=21,5cm3, V21=21,7cm3; V22=13,5cm3
V31=8,1 cm3,V32=8cm3 =>V3=8,05cm3)
Vee tase büretil enne reaktsioon V11= 21,5 cm3(13,6cm3)
Vee tase peale reaktsiooni V21=13,5 cm3(21,7cm3)
Eraldunud vesiniku maht V3 = |V2-V1| = 8,05 cm3
Õhurõhk Püld = 102600 Pa = 769,56 mm/Hg
Temperatuur t◦ = 20oC = 293K
Küllastatud veeauru rõhk temperatuuril PH2O =17,5 mm/Hg = 2333,14 Pa
Õhu relatiivne niiskus, RH % = 46% = 0,46
Katse arvutused:
Reaktsioonil eraldunud vesiniku mahu arvutamine. (Küllastatud veeauru rõhk PH2O tuleb valida tabelist 5.1)
Tabel 5.1
Eeldasin, et nimetatud ruumiosa on küllastunud nii veeauru kui HCl-ga ehk nende kontsentratsioonid on tasakaalukontsentratsioonid. Katse käigus eralduvate gaaside mahu arvutamisel võtsin aluseks näitude vahe büretil enne ja pärast katset. Arvutustes väljendasin V3 kui VH2, VH2O ja VHCl summana, kus VH2O on katseseadmest aurunud vee maht. Maht V1 ja V2 on määratud katsemetoodika korral rõhul ehk arvutatud V3 on ka katsemetoodika korral rõhul , milline on võrdne õhurõhuga.
Seega:
Püld = PH2 + PH2O + PHCl
Vesiniku rõhu arvutamiseks mahus V3:
PH2 = Püld − PH2O − PHCl
HCl rõhk 10%-se soolhappe lahuse kohal on väikene, et võib jätta arvestamata. PH2O suurus sõltub õhu relatiivsest niiskusest (RH). Kui RH = 100%, on PH2O suurus 0 ja PH2 = Püld.
Üldjuhul
Reaktsiooni eraldunud vesiniku mahu viimiseks normaaltingimustele kasutasin juhendis antud seost:
P0 =101325 Pa
T0 =273K
Mg metlltükki massi arvutamine
Tegelik mMg=8,5mg
Kokkuvõtte:
Katse eesmärk oli täidetud ehk Mg metalltükki mass oli leitud. mMg=8,13mg. Katse veaks oli
-0,37mg ehk -4,35%, mida saab põhjustada ebatäpsuse näitude lugemises ehk raske silma järgi võtta nii täpsuse näite. Vea põhjuseks võiks ka olla see, et, seade ei olnud väga hermeetiline ehk sellepärast mingi vesiniku maht oli kadunud. Teiseks põhjuseks saaks olla see, et näit võib oluliselt muutuda isegi väikeste liigutuste mõjul, ehk siis määratud algandmed on ebatäpsed.