Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi (0)

TTÜ keemiainstituut
Anorgaanilise keemia õppetool
YKI3030 Keemia ja materjaliõpetus
Laboratoorne
töö nr.
5
Töö pealkiri: Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi
Õpperühm:
MASB11
Töö teostaja : Aleks Mark
Õppejõud:
Andre Roden
Töö teostatud:
13.11.15
Protokoll esitatud:
Protokoll arvestatud:

1.Töö eesmärk

Magneesiumi massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi.

2.Kasutatud mõõteseadmed ,töövahendid ja kemikaalid

Töövahendid:
Seade gaasi mahu mõõtmiseks, mõõtesilinder (25 cm³), lehter, filterpaber , termo-
meeter, baromeeter, hügromeeter .
Kasutatud ained:
10% soolhappelahus, 5,0...10,0 mg metallitükk (Mg).
Seade gaasi mahu mõõtmiseks:
1;2 - vastavalt 1. ja 2. bürett 3 - katseklaas soolhappelahusega (algasendis) 4 - magneesiumitükk 5- nivood peavad olema enne katset samas tasapinnas

3.Töö käik

1. Katse

Katse ettevalmistus:
Eemaldasin katseklaasi ja loputasin seda destilleeritud veega. Sättisin büretid ühele kõrgusele ja kontrollisin, et vee nivoo oleks silma järgi ühel kõrgusel.
Katse :
Mõõdan väikse mõõtesilindriga 5 cm³ HCl (10%). Valan happe läbi lehtri katseklaasi nii, et katseklaasi ülaosa ei puutu happega kokku. Sain magneesiumi tüki nr. 413. Mähkisin selle filterpaberisse ja niisutasin seda destilleeritud veega, et see jääks hiljem katseklaasi seina külge pidama, mitte ei kukkuks happesse, kus see hakkaks reageerima enne kui ma jõuan selle gaasi mahu mõõtmiseks mõeldud seadmega ühendada. Hoides katseklaasi väikese nurga all, asetan metallitüki niisutatud filterpaberiga katseklaasi seinale umbes 2 cm allapoole avaust. Sulgen katseklaasi hermeetiliselt, vältides järsemaid liigutusi, mis võiksid metallitüki hapesse kukutada. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid ühel kõrgusel. Märgin üles näidu ühelt büretilt. Katseklaasi järsult liigutades kukutan metallitüki happesse. Loksutan katseklaasi, et paber võimalikult palju avaneks. Jälgin kuidas reaktsiooni käigus vee nivoo bürettides muutub. Lasen eraldunud vesinikul 3 minutit jahtuda, oodates kuni vee nivoo paigale jääb. Märkan, et peale viit minutit ootamist ei ole nivoo ikka veel paigale jäänud ja muutub nähtavalt. Järeldan, et seade pole hermeetiline ja hakkasin otsima seadmes defekti. Avastasin, et seadmel oli üks kork lõhki ja see avaus muutis seadme eba-
hermeetiliseks. Olin sunnitud katset kordama teise seadme peal.

2. Katse

Katse ettevalmistus:
Eemaldasin katseklaasi ja loputasin seda destilleeritud veega. Sättisin büretid ühele kõrgusele ja kontrollisin, et vee nivoo oleks silma järgi ühel kõrgusel. Tõstsin ühe büretiharu teisest 15...20 cm kõrgemale ning jälgisin paar minutit, kas vee nivoo püsib paigal. Nivoo püsis paigal. Järelikult oli seade hermeetiline.
Katse :
Küsin juhendajalt uue metallitüki (nr. 405). Võtan metallitüki paberist välja ja mässin selle filterpaberisse. Niisutan filterpaberit destilleeritud veega. Mõõdan väikse mõõtesilindriga 5,5 cm³ HCl (10%). Valan happe läbi lehtri katseklaasi nii, et katseklaasi ülaosa ei puutu happega kokku. Hoides katseklaasi väikese nurga all, asetan metallitüki niisutatud filterpaberiga katseklaasi seinale umbes 2 cm allapoole avaust. Sulgen katseklaasi hermeetiliselt, vältides järsemaid liigutusi, mis võiksid metallitüki hapesse kukutada. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid ühel kõrgusel. Märgin üles näidu ühelt büretilt. Katseklaasi järsult liigutades kukutan metallitüki happesse. Loksutan katseklaasi, et paber võimalikult palju avaneks. Jälgin kuidas reaktsiooni käigus vee nivoo bürettides muutub. Lasen eraldunud vesinikul 3 minutit jahtuda, oodates kuni vee nivoo paigale jääb. Märkan, et nivoo ei jää paigale ja muutub nähtavalt. Järeldan, et seade pole hermeetiline ja hakkasin otsima seadmes defekti. Avastasin, et ei sulgenud katseklaasi korki piisavalt hästi. Kordasin katset kolmandat korda.

3. Katse

Katse ettevalmistus:
Kordasin teises katses läbiviidud ettevalmistust.
Katse :
Küsin juhendajalt uue metallitüki (nr. 419). Kordasin katset samal viisil nagu eelmine kord. Märkan, et nivoo jääb paigale. Järeldan, et seade on hermeetiline. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid jällegi silma järgi ühes tasapinnas ja loen samalt büretilt uue nivoo näidu.

4. Katseandmed

V₁ (Vee nivoo büretil enne reaktsioon) =18,2cm³
V₂ (Vee nivoo peale reaktsiooni)=5,2cm³
V₃ (Eraldunud vesiniku maht) = |V₁-V₂|= 13cm³= 0,013dm³
P(õhurõhk katse ajal) = 102,6kPa
T(temperatuur katse ajal) = 293K
Magneesiumi molaarmass : 24,3 g/mol
RH= 46,8%
P(H2Oküllastunud) = 17,5mmHg= 2,33kPa
Magneesiumi reageerimine soolhappega:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

5.Katseandmete töötlus

Arvutan reaktsioonil eraldunud vesiniku mahu normaaltingimustel:
Teame, et gaaside segu rõhk on võrdne atmosfääri rõhuga, sest viisime vee nivood nii enne kui ka pärast reaktsiooni lõppemist ühele tasemele .
Võib arvestada, et nimetatud ruumiosa on küllastunud nii veeauru kui HCl-ga, s.t nende kontsentratsioonid on tasakaalukontsentratsioonid.
- vesiniku rõhk katseseadmes
V0=
V0== 0,0121 dm³
Arvutan vesiniku moolide arvu:
n=V0/22,4 dm³/mol
n= 0,0121 dm³/22,4 dm³/mol=0,00054 mol
Arvutan magneesiumi massi:
= 0,00054 mol x g/mol= 0,013g=13mg
Katse viga, kui tegelik Mg mass on 7,9 mg
mg

6. Kokkuvõte/ järeldus

Töö eesmärgiks oli magneesiumi massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi. Esimesel ja teisel katsel ei suutnud ma tagada seadme hermeetilisust. Kolmandal katsel see küll õnnestus, aga katse kukkus siiski läbi. Katse ja arvutuste abil leitud magneesiumi massiks sain ma 13mg, mis erines reaalsest magneesiumitüki massist 5,1mg võrra. Suhteline viga oli 64%. Taoline viga võis tekkida unustades bürettides vee nivood korralikult ühele tasapinnale seada enne ja pärast reaktsiooni või selle pärast, et vee nivoo läks büreti mõõtkavast välja.