Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine (0)

Töö ülesanne ja eesmärk:
Gaaside saamine laboratooriumis, seoses gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel,
gaasiliste ainete molaarmassi leidmine. (Antud juhul on vastavaks gaasiks CO2)
Sissejuhatus:
Kasutades praktikumi juhendis antud valemeid selgitame välja CO2 molaarmassi määramise
meetodi väheste katsete ja mõõtmistega.
Antud töö puhul olulised valemid :
Boyle ´i ja Charles´i seaduste kombineeritud valem, Avokadro seadus, gaasi suhtelise tiheduse ja absoluutse tiheduse valemid.
(valemid on kajastatud „katse andmete töötluses“)
Töövahendid:
korgiga (kuiv) kolb ( mahtuvus määratakse töökäigus); kaks 250ml mõõtesilindrit ,
tehniline kaal, baromeeter , termomeeter
kemikaalid :
CO2 (balloonist); kraanivesi
Töö käik:
Kaalusin korgiga varustatud 300+… ml kuiva õhuga täidetud ümar kolvi.
Korgi alumise osa juurde oli juba eelnevalt vajalik märge tehtud, mis ühtis
korgi alumise osaga, seega ei hakanud uut märget tegema.
Märge oli vajalik, et hiljem täpselt ära määrata kolvi mahtuvus.
(Töö kiiremaks läbiviimiseks ning reaktiivide kokkuhoiu mõttes kasutati
süsinikdioksiidi balloonist, mis juhiti läbi absorberi.)
Märgitud kolvi täitsin ära balloonist tuleva CO2-ga, hoides vooliku otsa
umbes 3 mm kolvi põhjast eemal, et põhi vooliku otsa ei blokeeriks.
Kolvi täielikuks täitumiseks kulus ligikaudu 8 minutit, mille jooksul panin
kirja laboris oleva baromeetri ja termomeetri näidud.
Peale kaheksandat minutit sulgesin kiirelt kolvi korgiga ning kaalusin ära.
Seejärel suunasin kolbi umbes kahe minuti jooksul taas CO2, sulgesin kolvi
ning kaalusin uuesti.
Kahe esimese kaalumise tulemused erinesid ainult 0.02 g võrra, seega ei olnud
vajalik kolbi taas täita süsihappegaasiga. (oletasin, et 0.01 g suurune muutus võis
olla tingitud ka kiiretest liigutustest või kõrval olevate inimeste vehklemistest)
Tõmbekapi all eemaldasin korgi ning täitsin kolvi kuni märgini veega, mille hiljem
kallasin ümber kahte (250 ml) mensuuri , et välja selgitada kolvi mahtuvust.
Peale mõõtesilindrite tühjendamist tegin ära vajalikud arvutused:
Katseandmed :
m1 ( kolb + kork + õhk kolvis) = 135.68 g
m2 (kolb + kork + CO2 kolvis) = 135.86 g (keskmine tulemus peale kaht kaalumist)
T ( õhutemperatuur ) = 294.15 K (temperatuur laboris)
T0 (õhutemp. Normaal.) = 273.15 K
P0 ( õhurõhk normaal.) = 101.325 kPa
P (õhurõhk laboris) = 101.300 kPa
V (kolvi mahtuvus) = 308 ml
Mõhk (õhu molaarmass ) = 29
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs:
Õhu maht kolvis normaaltingimustel:
(edaspidised arvutused nõuavad normaaltingimusi, seega viin andmed vajalikule rõhule)
ehk 286 ml
Õhu tihedus normaaltingimustel:
Õhu mass kolvis:
mõhk = 0.00129 286ml
0.369 g
Kolvi ja korgi mass:
m3 = m1 - mõhk m3 = 135.68 g – 0.369 g = 135.311 g
CO2 mass:
mCO2 = m2 – m3 mCO2 = 135.86 g – 135,311 g = 0.549 g
Süsinikdioksiidi suhteline tihedus õhu suthes:
Süsinikdioksiidi molaarmass MCO2:
Arvutan katse süstemaatilise vea, lähtudes süsiniku tegelikust molaarmassist (44,0 ) ning suhtelise vea:
= 1,93%
Kokkuvõte ja järeldused:
Lubatud veaprotsent oli kuni kaks protsenti, mis tõttu vastus oli ääre peal, kuid peaks olema rahuldav.
Veaprotsenti võis põhiliselt tõsta arvutustes liigne või ebatäpne ümardamine .
Laboris olevate baromeetri ja termomeetri andmete lugemisega võis esineda ka väikesi ebatäpsusi.
(näiteks termomeetri puhul 0.01-0.09)