Protokoll 5 (3)

Laboratoorne töö 5
Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi
Nimi, rühm, matrikli nr.
Õppejõud:
Aeg:
Eesmärk
Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega
reaktsioonivõrrandi põhjal.
Kasutatud ained
10%-ne soolhappelahus, 5,0...10,0 mg metallitükk ( magneesium ).
Töövahendid
Seade gaasi mahu mõõtmiseks, mõõtesilinder (25 cm³), lehter, filterpaber , termomeeter,
baromeeter , hügromeeter.
Töö käik
1. Katseseadeldis koosneb kahest kummivoolikuga ühendatud büretist, mis on täidetud veega. Üks bürett on ühendatud katseklaasiga, milles metall reageerib happega .
2. Katse ettevalmistus. Eemaldan katseklaasi ja pesen ning loputan selle hoolikalt destilleeritud veega. Sätin büretid ühele kõrgusele ning kontrollin , et vee nivoo oleks mõlemas büretis silma järgi ühel kõrgusel ja büreti keskel. Tõstan üks büretiharu teisest 15...20 cm kõrgemale ning jälgin paar minutit, kas vee nivoo püsib paigal. Kui nivoo ei muutu, on katseseade hermeetiline ja võib alustada katset. Vastasel juhul kontrollin korke ja voolikuid, et tagada hermeetilisus, ja proovin uuesti. Viia büretid taas ühele kõrgusele ja eemaldada katseklaas.
3. Katse. Küsisin juhendajalt metallitüki. Metallitükk oli keeratud nummerdatud paberisse (märgin üles numbri). Võtan metalli paberist välja ning mähin filterpaberisse (mitte väga tihedalt, sest paber peaks katse käigus avanema). Teen filterpaber märjaks destilleeritud veega. Mõõdan väikese mõõtesilindriga 5...6 cm³ 10%-st soolhappelahust. Valan hape läbi lehtri katseklaasi nii, et katseklaasi ülaosa ei puutuks happega kokku. [Metallitükk nr.308]
4. Hoides katseklaasi happega väikese nurga all, asetan metallitüki niisutatud filterpaberiga katseklaasi seinale umbes 2 cm allapoole avaust. Sulgen katseklaasi hermeetiliselt nii nagu kontrolli ajal, kuid väldin liigutusi, mis võiksid metallitüki happesse kukutada .
5. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid ühes tasapinnas (metallitükk ei tohi veel happega kokku puutuda). Märgida võimalikult täpselt (täpsusega 0,05 cm³) üles näit ühelt büretilt (V1). Näidu lugemisel peab silm olema samal tasapinnal vee nivooga, näidu võtan meniski kaare madalaimalt kohalt.
6. Katseklaasi järsult liigutades kukutan metallitüki happesse. Loksutan, et paber võimalikult rohkem avaneks ja jälgin, kuidas reaktsioon algab ning vee nivoo bürettides muutub. Kui reaktsioon on lõppenud ja nivood enam ei muutu, lasen eraldunud vesinikul 2...3 minutit jahtuda, jälgides, et vee nivoo püsiks enamvähem paigal. Kui nivoo hakkab nähtavalt muutuma, pole seade hermeetiline ja katse tuleb uuesti sooritada . [Reageerides langes 18 cm³ => 24,7 cm³, vahe on 6,7 cm³]
7. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid jällegi silma järgi ühes tasapinnas ja loen samalt büretilt uue nivoo näit (V2). NB! Nivoode ühele tasapinnale viimine bürettide liigutamisega ennemõlema näidu võtmist garanteerib, et rõhk büretis on võrdne välisrõhuga. Vee nivoode vahe enne ja pärast reaktsiooni annab eraldunud vesiniku mahu.
Katse arvutused
Katsetulemused:
Vee nivoo büretil enne reaktsioon V1 = 18 cm³
Vee nivoo peale reaktsiooni V2 = 24,7 cm³
Eraldunud vesiniku maht V3 = |V2-V1| = 6,7 cm³
Õhurõhk P = 100900 Pa
Temperatuur t◦ 21 ºC
Küllastatud veeauru rõhk temperatuuril t◦ PH2O = 18,7 mmHg (Tabelist)
Õhu relatiivne niiskus, RH % = 0
1. Arvutan reaktsioonil eraldunud vesiniku mahu normaaltingimustel kasutades
valemit:
V0 = [Püld – (PH2O – (PH2O * RH)/(100)) * V3 * T0] / [P0 * T]
Seega:
V0 = [817,57-(18,7mmHg – (18,7mmHg * 0)/(100) * 6,7cm³ * 273K] / [760 * (21+273)] = 6,54 cm³
Teisendan: 6,54cm³ : 1000 = 0,00654dm³ = V0
2. Reaktsioonivõrrandit aluseks võttes arvutan katses reageerinud metallitükimassi kasutades võrdust. Magneesiumi molaarmass on 24,3 g/mol.
[m(g) / M(g/mol)] = [V0(dm³) / (22,4 dm³/mol)]
Seega:
[m(g) / 24,3g/mol] = [0,00654 dm³/ 22,4 dm³/mol]
m = 7,06 g
Seejärel arvutan suhtelise vea valemiga:
Δ% = (saadud mMg − tegelik mMg) /(tegelik mMg) * 100%
Δ% = 5,47 %
Kokkuvõte
Katse on edukalt tehtud