5 nädal VII-439 Ekspermentaalne töö 1 Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine. Töö ülesanne ja eesmärk. Gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine. Leida molaarmass süsinikdioksiidi kolmega meetodiga: kasutades gaasi suhteline tihedus võrrandit, moolide arvu kaudu (V0CO2 n CO2 M CO2 ), kasutades Clapeyroni võrrandit. Sissejuhatus. Suhteline tihedus: D= = Gaaside suhteline tihedus: o Mass: mõhk = oVo Moolide arv: n= , kus V0 gaasi maht kas normaal- või standardtingimustel, vastavalt sellele omab ka Vm (gaasi molaarruumala) erinevaid väärtusi n= Clapeyroni võrrand: PV = RT, kus R universaalne gaasikonstant = 8,314 J/mol*K Suhteline viga:
1=M C O2-44,0 ( molg ) 1=39,48-44,0=4,52 g mol ja suhteline viga 1 4,52 = 100% = 100% = 10% g 44,0 44,0( ) mol 7. Leida süsinikdioksiidi molaarmass a) Moolide arvu kaudu : ( V0CO2 nCO2 MCO2 ) mõhk = 0,382 g/mol V0 0,296 n= n= =0,013 mol Vm 22,4 m m 0,52 n= M= M= =40 g / mol M n 0,013 b) Kasutades Claperyoni võrrandit :
suhtes Leian süsinikdioksiidi molaarmassi kasutades õhu keskmist molaarmassi ja suhtelist tihedust D Leian katse süstemaatilise vea, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44 g/mol Leian katse suhtelise vea Kokkuvõte Katse eesmärk sai täidetud, leitud süsihappegaasi molaarmassi suhteline viga on 5,09%, mille põhjuseks võisid olla ebatäpne mõõtmine ja ümardamine. Leian süsinikdioksiidi molaarmassi moolide arvu kaudu V0CO2 = 0,281 L Leian süsinikdioksiidi moolde arvu valemi kaudu Leian süsinikdioksiidi molaarmassi kasutades valemit ja CO2 massi Leian süsinikdioksiidi molaarmassi kasutades Clapeyroni võrrandit , kus R=8,314 J/molK P = 100000 Pa V = 0,281 L = 0,000281 m3 m = 0,52 g T = 293,15 K Eksperimentaalne töö 2: Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi Töö ülesanne ja eesmärk Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega
Arvutan süsinikdioksiidi suhtelise tiheduse (D) õhu suhtes ning selle kaudu süsinikdioksiidi molaarmassi MCO2. Dõhk = Dõhk = = 1,48 g/mol MCO2 = Dõhk * 29 MCO2 = 1,48 * 29 = 42,92 g/mol Kokkuvõte ja järeldused. % = % = = 2,5 % Ilmselt tekkis viga õhuga ja CO2-ga täidetud kolvide kaalumisel. Süsinikdioksiidi molaarmassi leidmine, kasutades ka muid lahenduskäike: a) moolide arvu kaudu (V0CO2 nCO2 MCO2) n= n = = 0,013 mol n= M = = 43,3 g/mol b) kasutades Clapeyroni võrrandit (PV = * RT) 101800 * 0,287 = * 8,314 * 293,15 M = 45,88 g/mol Ekperimentaalne töö nr. 2 Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi Töö ülesanne ja eesmärk. Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega
suhtes ning selle kaudu süsinikdioksiidi molaarmass Mco2. D= 0,72g / 0,57g = 1,26g/mol Mco2 = 1,26 * 29 = 36,54g/mol Nüüd arvutada katse süstemaatiline viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist Mco2. = Mco2 44,0g/mol = 36,54g/mol 44,0g/mol = -7,46 Ja suhteline viga. % = Mco2 44,0 * 100% / 44,0 = 7,46 * 100% / 44,0 = 17% Süsinikdioksiidi molaarmassi leidmine kasutades ka muid lahenduskäike: a)moolide arvu kaudu (V0co2 nCO2 Mco2) V0 = 0,29324 g ja Mco2 = 44g/mol n= V/Vm = 0,29324g / 22,4g/mol = 0,013 mol n=m/M M=m/n = 0,72g / 0,013 mol = 55,4 g/mol b)kasutades Clapeyroni võrrandit (pV=m/M *R T) Eksperimentaalne töö 2 Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi. Töö eesmärk: Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaaside reaktsioonivõrrandi põhjal. Kasutatavad ained: 10%-ne soolhappelahus, 8,0 mg metallitükk(Mg).
3. Kolvi ning korgi mass m3 = m1 - mõhk m3 = 147,19 0,378 = 146,812 g 4. CO2 mass mCO = m2 m3 mCO = 147,35 146,812 = 0,538 g 5. Süsinikdioksiidi suhteline tihedus õhu suhtes ning selle kaudu süsinikdioksiidi molaarmass MCO = 29 1,423 = 41,27 g/mol 6. Süstemaatiline viga Suhteline viga 100% 100% = 6,2% 7. Süsinikdioksiidi molaarmass a) Moolide arvu kaudu : ( V0CO2 nCO2 MCO2 ) mõhk = 0,378 g/mol M= M= b) Kasutades Claperyoni võrrandit : PV =T 100,3 0,320 = R = 8,314 J/molK M= Kokkuvõte Katse eesmärk oli süsinikdioksiidi molaarmassi mõõtmine ning tulemuste võrdlemine tegeliku molaarmassiga. Erinevatel viisidel sain sama molaarmassi, kuigi ümardamisest tekkisid siiski mõningased erinevused peale koma
Kokkuvõte ja järeldused: Arvutati katse süstemaatiline viga, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist MCO2. = MCO2 44,0 g/mol = 42,92 g/mol 44,0 g/mol = -1,08 Ja suhteline viga % = % = = 2,5 % Viga vastuses võis tekkida mõne lähteandme vales mõõtmises. Süsinikdioksiidi molaarmassi leidmine, kasutades ka muid lahenduskäike: a) moolide arvu kaudu (V0CO2 nCO2 MCO2) V0 = 0,29 g ja M(CO2) = 44 g/mol n= n= = 0,013 mol n= M= = 42,3 g/mol kasutades Clapeyroni võrrandit (PV = * RT) 100300 * 0,29 = * 8,314 * 293,15 29087 = M = 46 g/mol Eksperimentaalne töö nr. 2 Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi Töö eesmärk: Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk,
määratud molaarmassist MCO2. = MCO2 44,0 g/mol = 42,05 g/mol 44,0 g/mol = -1,95 Ja suhteline viga |M CO -44,0| 100 2 1,95 100 % = 44,0 % = 44,0 = 4,43 % Viga vastuses võis tekkida mõne lähteandmete vale mõõtmisega. Süsinikdioksiidi molaarmassi leidmine, kasutades ka muid lahenduskäike a) Moolide arvu kaudu (V0CO2 nCO2 MCO2) V0 = 0,29 dm3 ja M(CO2) = 44 g/mol V 0,29 dm 3 n= Vm n= 22,4 dm3 /mol = 0,0131 mol m 0,55 g n= M M= 0,0129mol = 41,9121 g/mol m b) Kasutades Clapeyroni võrrandit (PV = M RT) 0,55 101300 0,314 = M 8314 293,15
molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist MCO2. ∆ = MCO2 – 44,0 g/mol ∆ = 42,63 g/mol – 44,0 g/mol = - 1,37 Ja suhteline viga |MCO 2−44,0|∗100 1,37∗100 ∆% = 44,0 ∆% = 44,0 = 3,1 % Viga vastuses võiks tekkida mõne lähteandme vales mõõtmises. Süsinikdioksiidi molaarmassi leidmine, kasutades ka muid lahenduskäike: a) moolide arvu kaudu (V0CO2→ nCO2→ MCO2) V0 = 0,297 g M(CO2) = 44 g/mol m(CO2) = 0,563 g V 0,297 g n= Vm n= 22,4 g /mol = 0,013 mol m 0,563 g n= M M= 0,013mol = 43 g/mol m b) kasutades Clapeyroni võrrandit (PV = M * RT)
D= = = 1,5 m õhk 0,379g M gaas D õhk = M gaas = D õhk 29,0 29,0 g M CO2 = 1,5 29,0 = 43,61 mol g g g = M CO2 - 44 = 43,61 - 44 = 0,39 mol mol mol 0,39 100 % % = = 1,13 % 44 Leida süsinikdioksiidi molaarmass, kasutades ka muid lahenduskäike: a)moolide arvu kaudu( V0CO2 nCO2 MCO2) V0 0,294 dm 3 n co2 = = = 0,013 mol 22,4 dm 3 22,4 mol m 0,57 g g M C02 = = = 43,8 n 0,013 mol mol b)Clayperoni võrrandit kasutades: m PV = RT M mRT PV = M
44,0 ¿ M CO −44,0∨∙ 100 ES = 2 =¿ 44,0 Kokkuvõte Katse eesmärk sai täidetud. Arvutatud süsihappegaasi molaarmassi suhteline viga oli 1,8% ning süstemaatiline viga -0,9 g/mol. Vea võis tingida ebatäpne mõõtmine ning ligikaudsed arvutused. Lisaülesanded Leian süsinikdioksiidi molaarmassi moolide arvu kaudu V0CO2 = 0,305 V0 Leian süsinikdioksiidi moolide arvu valemi n= kaudu Vm 0 V CO 0,305 l nCO = = =0,0136 ( mol ) 2 2 22,4 l 22,4 l Leian süsinikdioksiidi molaarmassi kasutades valemit m 0,58 g g M CO = = =42,6 2 n 0,0136 mol mol
∆= |M co2− 44,0|∗100 ∆= mol| 44,95 g 44,0 g − mol ∙ 100 | ≈2,2 44,0 44,0 g mol Leida süsinikdioksiidi molaarmass, kasutades ka muid lahenduskäike: a) Moolide arvu kaudu V0CO2→nCO2 →MCO2 0,295 dm 3 CO 2=¿ =0,013 mol 22,4 0 V CO 2=¿ n 22,4 ¿ n¿ m 0,59 g M CO2= M CO2 = =45,38 g/mol n 0,013 g/mol b) Kasutades Clapeyroni võrrandit m mRT PV =nRT PV = ∙ RT → M =
MCO2 = D * 29,0 MCO2 = 1,46 * 29,0 = 42,34 (g/mol) Süstemaatiline viga: ∆ = MCO2 – 44,0 g/mol ∆ = 42,34 – 44,0 = -1,66 Suhteline viga: │MCO2 – 44,0│* 100% ∆% = ─────────────── % 44,0 │42,34 – 44,0│* 100% ∆% = ─────────────── = 3,78 (%) 44,0 CO2 molaarmassi leidmine kasutades muid lahenduskäike a) Moolide arvu kaudu V0CO2 = 0,284 l V0 0,284 n = ─── n = ──── = 0,0127 (mol) Vm 22,4 m 0,536 n = ── MCO2 = ───── = 42,2 (g/mol) M 0,0127 b) Kasutades Clapeyroni võrrandit m mRT
annaabi.ee 
