Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine (0)

Eksperimentaalne töö 1

Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine

Töö eesmärk

Gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine.

Sissejuhatus

Katse käigus juhitakse kolbi süsinikdioksiidi, määratakse selle maht ja mass ning arvutatakse molaarmass .
Töövahendid: CO2 balloon , 300 ml korgiga varustatud seisukolb, tehniline kaal, 250 ml mõõtesilinder, termomeeter , baromeeter .
Kasutatud ained: CO2, õhk, vesi.

Töö käik

Tehnilistel kaaludel kaalutakse korgiga varustatud ~300 ml kuiv kolb (mass m1). Märgistatakse ära korgi alumine äär. Ballonist juhitakse 7...8 minuti vältel kolbi süsinikdioksiidi. Kolb suletakse kiiresti korgiga ja kaalutakse.
Kolbi juhitakse 1..2 minuti vältel täiendavat süsinikdioksiidi, suletakse korgiga ja kaalutakse uuesti. Kolvide masside vahe peab olema vahemikus 0,17...0,22 g.
Kolvi mahu määramiseks täidetakse kolb märgini toatemperatuuril oleva veega ja vee maht mõõdetakse mõõtesilindri abil.
Katse sooritamise momendil fikseeritakse termomeetri ja baromeetri abil õhutemperatuur ja õhurõhk laboris.

Katseandmed

mass m1 (kolb + kork + õhk kolvis) m1 = 143,53 g
mass m2 (kolb + kork + CO2 kolvis) m2 = 143,69 g
kolvi maht (õhu maht, CO2 maht) V = 0,317 dm3
õhutemperatuur t° = 293,65 K
õhurõhk P = 100500 Pa
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Arvutan õhu mahu kolvis normaaltingimustel, kasutades Gay – Lussac ’i seadust
Arvutan õhu massi kolvis, kasutades gaaside absoluutse tiheduse valemit
Mõhk = 29 g/mol
Arvutan tühja kolvi ja korgi massi
Arvutan CO2 massi
Arvutamise teel saadud andmed: 0,53 g
0,37 g
Arvutan süsinikdioksiidi ning õhu massidest süsinikdioksiidi suhtelise tiheduse, kasutades suhtelise tiheduse valemit
Arvutan viimase kaudu süsinikdioksiidi molaarmassi
Süsinikdioksiidi tegelik molaarmass on 44,0 g/mol.
Arvutan molaarmasside vahe ning selle kaudu katse suhtelise vea

Kokkuvõte

Katse eesmärk sai täiedetud. Arvutamise teel saadi kätte ka ligilähedane molaarmass 5,75 %‑erinevusega, mis tulenes ebatäpsest mõõtmisest katse käigus ja ümardamisest arvutamisel.

Ekperimentaalne töö 2

Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi

Töö eesmärk

Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal.

Sissejuhatus

Katses leitakse magneesiumitüki mass reaktsioonis soolhappega eralduva vesiniku massi põhjal
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑.
Katses kogutakse eralduv vesinik vee kohale, mistõttu sisaldab vesinik ka veeauru ja vastavalt Daltoni seadusele tuleb vesiniku mahu viimiseks normaaltingimustele kasutada järgmist seost:
Katses kasutatakse magneesiumi tükki nr 159.
Töövahendid: seade gaasi mahu mõõtmiseks, väike mõõtesilinder, filterpaber, termomeeter, baromeeter.
Kasutatud ained: 10%-ne soolhappelahus, 50...100 mg magneesiumitükk (nr 159)

Töö käik

Katseseadeldises (vt joonist) sätitakse büretid (1,2) ühele kõrgusele nii, et vee nivoo (5) oleks mõlemas büretis ühel kõrgusel. Ühendatakse katseklaas (3) tihedalt korgiga ning kontrollitakse katseseadeldise hermeetilisust, tõstes üht büretiharu teisest 15...20 cm kõrgemale. Kui vee nivoo püsib paigal, on katseseade hermeetiline.
Metallitükk mähitakse märja filterpaberi sisse. Väikese mõõtesilindriga mõõdetakse katseklaasi 5...6 ml 10%-st soolhappelahust.
Hoides happega katseklaasi väikese nurga all, asetatakse metallitükk ettevaatlikult katseklaasi seinale umbes 1 cm allapoole avaust. Suletakse katseklaas hermeetiliselt nii nagu kontrolli ajal, kuid vältides liigutusi, mis võiksid metallitüki happesse kukutada. Loetakse ühelt büretilt näit (V1).
Katseklaasi järsult liigutades kukub metllitükk happesse. Kui reaktsioon on lõppenud ja nivood enam ei muutu, lastakse eraldunud vesinikul paar minutit jahtuda. Liigutatakse büretid üles-alla nii, et nivood mõlemad büretis on silma järgi ühes tasapinnas ja loetakse samalt büretilt uus nivoo näit (V2).
Fikseeritakse õhurõhk ja temperatuur laboris.

Katseandmed

vee nivoo büretil enne reaktsiooni V1 = 14,4 ml
vee nivoo pärast reaktsiooni V2 = 7,75 ml
eraldunud vesiniku maht V = |V2-V1| = 6,65 ml
õhurõhk P = 100400 Pa = 753,06 mmHg
temperatuur t° = 294,15 K
veeauru osarõhk temperatuuril t° 18,7 mmHg

Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs

Arvutan vesiniku mahu normaaltingimustel
Leian magneesiumi moolide arvu seosest
Arvutan magneesiumi massi.
Magneesiumi tüki nr 159 tegelik mass oli 6,3 mg.
Arvutan magneesiumi tegeliku ja katses saadud massi vahe
ja katse suhtelise vea

Kokkuvõte

Katse eesmärk sai täidetud. Katse käigus oli näha vesiniku eraldumise protsess ja võimalik mõõta eraldunud vesiniku mahtu, mille kaudu sai leida magneesiumi massi. Katse suhteline viga 3,2% tulenes mõõtmise ebatäpsustest ja arvutamise käigus tehtud ümardamistest.