Protokol 1 (0)

Sissejuhatus
Gaasilises olekus aine molekulid täidavad ühtlaselt kogu ruumi, molekulid on pidevas korrapäratus soojusliikumises. Molekulidevahelised kaugused on suured, mistõttu jõud nende vahel on väikesed ja jäetakse sageli arvestamata – ideaalgaas . Erinevalt tahketest ainetest ja vedelikest sõltub gaaside maht oluliselt temperatuurist ning rõhust. Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel, kus temperatuur on 273,15K ja rõhk 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mm Hg).
Gay- Lussac ´i seadus- konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga.
Selles valemis tähistab V0 gaasi mahtu normaal - või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastavat rõhku, T0 normaal- ja standardtingimustele vastavat temperatuuri kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhku ja temperatuuri, mille juures maht V on antud või mõõdetud.
Clapeyroni võrrand
Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem. D= =
Suhtelist tihedust väljendatakse tavaliselt õhu suhtes. Õhu keskmine molaarmass , arvestades lämmastiku ja hapniku massivahekorda õhus on 28,96 ≈ 29,0 g/mol.
Dõhk =
Gaasi absoluutne tihedus normaaltingimustel ehk 1 dm3 gaasi mass normaaltingimustel.
ρ 0 = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ g/dm3
Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga . Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas , kui teisi gaase segus poleks.
Püld = p1 + p2 + ... = Σpi
Eksperimentaalne töö 1
Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine
Töö ülesanne ja eesmärk
Töö ülesandeks on süsinikdioksiidi molaarmassi määramine. Töö eesmärgiks on gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine.
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Töövahendid: CO2 baloon , ~300 ml korgiga varustatud seisukolb, tehniline kaal, 250 ml mõõtesilinder, termomeeter , baromeeter . Kasutatud ained: CO2
Kasutatud uurimismeetodid
Alustuseks tuli ~300 ml-ne korgiga varustatud kuiv kolb kaaluda tehnilisel kaalul . Seejärel tuli juhtida tõmbekapis kolbi 7 minuti vältel süsinikdioksiidi. Pärast seda sulgesin kolvi korgiga ning kaalusin uuesti. Asetasin kolvi tagasi tõmbekappi ja lisasin süsinikdioksiidi uuesti, seekord ~2 min. Kaalusin kolvi veekord ja jätkasin kolvi täitmist kuni konstantse massi saavutamiseni. Kolvi mahu määramiseks täitsin kolvi veega ja mõõtsin vee mahu mõõtesilindri abil. Katse sooritamise ajal fikseerisin õhutemperatuuri ja õhurõhu laboris.
Katseandmed
mass m1 (kolb + kork + õhk kolvis) m1 =139,40g
mass m2 (kolb + kork + CO2 kolvis) m2 = 139,56g
kolvi maht (õhu maht, CO2 maht) V = 319ml
õhutemperatuur t° = 21°C
õhurõhk P = 101 250 Pa
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
①
V0=
m(õhk)= 1,29g/dm3 * 0,3dm3=0,387g
m3=139,40-0,387=139,013g
m(CO2)=139,56-139,013=0,547g
D=
M(CO2)=29,0* 1,41=40,89g/mol
Δ= 40,89g/mol-44,0g/mol= -3,11
Δ%=
32,29875
②
n(CO2)==0,01 mol
M(CO2)=
M=
Kokkuvõte
Katse eesmärgiks oli hinnata kui palju erineb katses mõõdetava süsinikdioksiidi molaarmass tegelikust molaarmassist, milleks on 44,0 g/mol. Katse põhjal tuli molaarmassiks esimese arvutuskäigu järgi 40,89g/mol. Teise arvutuskäigu järgi tuli molaarmassiks 54,7g/mol ja kolmanda arvutuskäigu ehk Clapeyroni võrrandi järgi tuli selleks 41,33 g/mol. Ebatäpsused võisid tulla arvutustesse sisse, kas arvutamisel ümardamiste tõttu või katse käigus mõningatel juhtudel, nt. kolvi mahu mõõtmisel mõõtesilindriga. Kuna esimese arvutuskäigu tulemus oli suhteliselt sarnane päris molaarmassiga saab sellist katseviisi kasutada gaaside molaarmasside arvutamiseks.
Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi
Töö ülesanne ja eesmärk
Töö ülesandeks on metalli (magneesiumi) massi määramine katses vabanenud vesiniku põhjal. Töö eesmärgiks on gaasiliste ainete mahu mõõtmine laboris, gaaside segude ja gaasi osarõhu määramine, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal.
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Töövahendid: Seade gaasi mahu mõõtmiseks, väike mõõtesilinder, filterpaber, termomeeter, baromeeter. Kasutatavad ained: 10%-ne soolhappelahus; 5,0...10,0 mg metallitükk (Mg).
Kasutatud uurimismeetodid
Esiteks valmistasin ette katseseadeldise ning kontrollisin, kas see on hermeetiline. Katse algas metallitüki keeramisega filterpaberi sisse. Mõõtsin väikese mõõtesilindriga 5...6 ml 10%-st soolhappelahust ja valasin happe läbi lehtri katseklaasi, nii et katseklaasi ülaosa ei puutunud happega kokku. Kinnitasin metallitüki, mis oli filterpaberi sees, katseklaasi külge ning pärast katseklaasi sulgemist kukutasin metallitüki lahusesse. Märkisin ülesse büreti näidud, mis pärast vabanenud gaasi muutusid. Katse lõpus asetasin büretid samale tasapinnale ning fikseerisin katse aegse õhutemperatuuri ja õhurõhu.
Katseandmed
Vee nivoo büretil enne reaktsiooni V1 = 13,95 ml
Vee nivoo peale reaktsiooni V2 = 19,2 ml
Eraldunud vesiniku maht V = | V2 – V1 | = 5,25 ml
Gaasi rõhk büretis Püld = 101 250 Pa
Temperatuur t° = 21°
Veeauru osarõhk temperatuuril t° pH2O = 18,7mmHg= 2493,13 Pa
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Katses leitakse magneesiumi mass reaktsioonis soolhappega eralduva vesiniku mahu põhjal:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
P(H2)= 101 250 Pa- 2493,13 Pa=98756,87 Pa
V0=
ngaas===0,0002124 mol
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
m(Mg)= 0,0002124*24,3g/mol=5,1628g
Kokkuvõte
Katse eesmärgiks oli leida magneesiumi tükikese mass katses eralduva vesiniku hulga järgi. Katse põhjal tuli magneesiumi massiks 5,1628mg. Ebatäpsused võisid tulla katse käigus büretilt ühikute valesti lugemisega või arvutuste tegemise ajal vale ümardamise tulemusena.