Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine (0)

Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine

• Töö eesmärk
  

Gaaside saamine laboratooriumis; gaasiliste ainete mahu,temperatuuri ja rõhu vaheliste seoste leidmine; gaasiliste ainete molaarmassi leidmine.

• Töövahendid
  

Kippi aparaat või CO2 balloon , korgiga varustatud seisukolb (300 cm3), tehnilised kaalud, mõõtesilinder (250 cm3), termomeeter , baromeeter. Kippi aparaat Klassikaliselt saadakse mitmeid gaase laboratooriumis Kippi aparaati kasutades. Kippi aparaat koosneb kolmeosalisest klaasnõust (vt joonis 1). CO2 saamiseks pannakse keskmisse nõusse (2) paekivitükikesi. Soolhape valatakse ülemisse nõusse (1), millest see voolab läbi toru alumisse nõusse (3) ja edasi läbi kitsenduse (4), mis takistab lubjakivitükkide sattumist alumisse nõusse keskmisse nõusse (2). Puutudes kokku lubjakiviga algab CO2 eraldumine vastavalt reaktsioonile: Joonis 1
Tekkiv CO2 väljub kraani (5) kaudu. Kui kraan sulgeda, siis CO2 rõhk keskmises nõus tõuseb ja hape surutakse tagasi alumisse ning toru kaudu ka osaliselt ülemisse nõusse. Kui hape on keskmisest nõust välja tõrjutud, reaktsioon lakkab. Puhta CO2 saamiseks tuleks see juhtida veel läbi absorberi(te) (6), milleülesandeks on siduda HCl aurud ja veeaur. Antud töös kasutatakse aja ja reaktiivide kokkuhoiu mõttes süsinikdioksiidi balloonist.

• Töö käik
  

Kaaluda tehnilistel kaaludel korgiga varustatud umbes300 cm3 kuiv kolb (mass m1). Kolvi kaelale teha viltpliiatsiga märge korgi alumise serva kohale.

Juhtida balloonist kolbi süsinikdioksiidi 7-8 minuti vältel. Jälgida, et voolikuots ulatuks peaaegu kolvi põhjani, aga ei oleks tihedalt vastu põhja. Muidu võib juhtuda, et kogu CO2 väljub voolikukimbu teistest harudest.

Sulgeda kolb kiiresti korgiga ja kaaluda uuesti (m2).

Juhtida kolbi 1-2 minuti vältel täiendavalt süsinikdioksiidi, sulgeda korgiga ning kaaluda veelkord. Kolvi täitmist jätkata konstantse massi (mass m2) saavutamiseni. (Masside m2 ja m2 vahe on tavaliselt vahemikus 0.17 – 0.22 g).

Kolvimahu (seega ka temas sisalduva gaasimahu)määramiseks täita kolbmärgini toatemperatuuril oleva veega ja mõõta vee maht 250 cm3 mõõtsilindri abil. Kuna kogu vesi korraga mõõtsilindrisse ei mahu, mõõta kolvis oleva vee maht kahes jaos ja tulemused liita.

Fikseerida termomeetri ja baromeetri abil õhutemperatuur ja õhurõhk laboris katse sooritamise momendil.

• Katse arvutused
  
• Katsetulemused :
  

mass m1 (kolb + kork + õhk kolvis)

mass m2 (kolb + kork + CO2 kolvis)

kolvi maht (õhu maht, CO2 maht)

õhutemperatuur

õhurõhk

Normaaltingimused:

Temperatuur

Rõhk

• Arvutada, milline on gaasi maht kolvis normaaltingimustel (V0, [dm3])
  

valemi
järgi.

• Kasutades gaaside tiheduse valemit ja teades õhu keskmist molaarmassi, leida õhu tihedus normaaltingimustel ning selle kaudu õhu mass kolvis (mõhk).
  

• Arvutada kolvi ning korgi mass (m3) vahest ja CO2 mass () vahest
  

CO2 mass ()

• Leitud süsinikdioksiidi ning õhu massidest ja arvutada süsinikdioksiidi suhteline tihedus (D) õhu suhtes ning selle kaudu süsinikdioksiidi molaarmass .
  

Arvutame süsinikdioksiidi suhteline tihedus:
Õhu keskmine molaarmass, arvestades lämmastiku ja hapniku massivahekorda õhus on
Arvutame süsinikdioksiidi suhteline molaarmass:

• Leida süsinikdioksiidi molaarmass ) Mendelejev– Clapeyroni võrrandi abil.
  

Mendelejev–Clapeyroni võrrand:
R arvuline väärtus sõltub valitud ühikutest (valin endale väärtus, mis sõltub Pa’test):

• Arvutada katse absoluutne viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 ja katseliselt määratud molaarmassist ja nende suhteline viga.
  

Katse absoluutne viga:
Suhteline viga: