Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine (0)

TTÜ Keemia ja biotehnoloogia instituut 
Keemia  osakond  
 
YKI0022 Laboritöö võtted 
 
 
Laboratoorne 
Töö pealkiri: 
töö nr. 
 
Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine 
 
 
Õpperühm: 
Töö  teostaja : 
 
 
 
 
Õppejõud: 
Töö teostatud: 
Protokoll  esitatud: 
Protokoll arvestatud: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laboratoornetöö1  
Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine 
 
Tööeesmärk 
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  (300cm3),tehnilised 
kaalud,mõõtesilinder(250cm3), termomeeter , baromeeter . 
 
Töö käik 
1.  Kaaluda  tehnilistel  kaaludel  korgiga  varustatud  300cm³  kuiv   kolb   (mass  m₁). 
Kolvi kaelale teha viljapliiatsiga märge korgi alumise serva kohale. 
2.  Juhtida  balloonist  kolbi  süsinikdioksiidi  7-8  minuti  vältel.  Jälgida,  et  vooliku  ots 
ulatuks  peaaegu  kolvi  põhjani,  aga  ei  oleks  tihedalt  vastu  põhja.  Muidu  võib 
juhtuda, et kogu CO₂ väljub voolikukimbu teistest harudest. 
3.  Sulgeda kolb kiiresti korgiga ja kaaluda uuesti (m2). 
4.  Juhtida  kolbi  1-2  minuti  vältel  täiendavalt  süsinikdioksiidi,  sulgeda  korgiga 
ning  kaaluda  veelkord.  Kolvi  täitmist  jätkata  konstantse  massi  (mass  m2) 
saavu - tamiseni. (Masside m2 ja m1 vahe on tavaliselt vahemikus 0.17 – 0.22 g). 
5.  Kolvi  mahu  (seega  ka  temas  sisalduva  gaasi  mahu)  määramiseks  täita  kolb 
märgini 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. 
6.   Fikseerida   termomeetri  ja  baromeetri  abil  õhutemperatuur  ja  õhurõhk  laboris 
katse sooritamise momendil. 
 
Katse arvutused 
 
Katsetulemused : 
Mass m₁ (kolb +  kork  + õhk kolvis) = 126,18g 
Mass m₂ (kolb + kork + CO₂ kolvis) = 126,35g 
Kolvi maht (õhu maht, CO₂ maht) = 250+56=306cm³ =0,306dm³ 
Õhutemperatuur = 24+273=297K 
Õhurõhk = 100200Pa 
 
1)  Arvutada, milline on gaasi maht kolvis normaaltingimustel (V0, [dm3]) 
𝑃 ∗ 𝑉 ∗ 𝑇₀
𝑉0 =
 
𝑃0 ∗ 𝑇
 
100200 ∗ 0,306 ∗ 273
𝑉0 =
= 0,278𝑑𝑚³ 
101325 ∗ 297
 
 
2)  Kasutades gaaside tiheduse valemit ja teades õhu keskmist molaarmassi, leida 
õhu tihedus normaaltingimustel ning selle kaudu õhu mass kolvis (mo˜hk): 
mo˜hk = ρo˜hk  ∗ V0, [g] 
𝑔
𝑀𝑔𝑎𝑎𝑠(
𝑝° =
𝑚𝑜𝑙  
𝑑𝑚3
22,4(
𝑚𝑜𝑙
 
 
29 𝑔/𝑚𝑜𝑙
𝑝°õℎ𝑘 =
= 1,29𝑔/𝑑𝑚³ 
22,4 𝑑𝑚3/𝑚𝑜𝑙
 
mõhk= p°õhk * V₀ 
mõhk = 1,29 * 0,278 = 0,36g  
 
3)  Arvutada kolvi ning korgi mass (m3) vahest 
m3 = m1 − mo˜hk, [g] 
ja CO2 mass (mCO2 ) vahest 
mCO2   = m2 − m3, [g] 
m₃ = 126,18 – 0,36 = 125,82g 
mCO2   = 126,35 – 125,82 = 0,53g 
4)  Leitud  süsinikdioksiidi  ning  õhu  massidest  mCO2    ja  mo˜hk 
arvutada süsinikdiok- siidi suhteline tihedus (D) õhu suhtes 
ning selle kaudu süsinikdiok- siidi  molaarmass M(CO2). 
𝑚CO2
𝐷 =
 
𝑚o˜hk
0,53
𝐷 =
= 1,47 
0,36
M(CO₂) = Dõhk * 29,0 = 1,47 * 29,0 = 42,63g/mol 
5)  Leida  süsinikdioksiidi   molaarmass   M(CO2)   Mendelejev –
Clapeyroni  võrrandi abil 
𝑚
𝑃𝑉 =
𝑅𝑇 
𝑀
𝑅𝑇𝑚
 𝑀 =
 
𝑃𝑉
 
8,314 ∗ 297 ∗ 0,53
𝑀 =
= 42,68𝑔/𝑚𝑜𝑙 
100200 ∗ 0,306 ∗ 10¯³
 
6)  Arvutada  katse  absoluutne  viga,  lähtudes  CO2  tegelikust  molaarmassist  44,0 
g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist M(CO2). 
∆ = M(CO2) − 44, 0, [g/mol] 
∆ = 42,68 – 44 = -1,32g/mol 
Ja suhteline viga 
׀𝑀(𝐶𝑂₂) − 44,0׀
∆%
∗ 100% 
44,0
׀ − 1,32׀
∆%
∗ 100% = 3% 
44,0
 
 
 
 
Kokkuvõte 
Mitmeid gaase  saamine on võimalik teha kui kkasutada Kippi aparaati . 
Kui on teada gaasi moolide arv või mass, siis saame leia gaasi mahu. 
Selle  katse  lõpuks  on  loendatud  süsinikdioksiidi  molaarmass.  Saadud  tulemus  oli 
võrreldud tegeliku CO₂ molaarmassiga. Kokkivõtteks suhteline viga on 3%. Selline viga 
sai tekkida mitte väga täpsetest mõõtmistest.