WYZNACZANIE MASY MOLOWEJ GAZU |
ĆW.8. |
Cel ćwiczenia
Jeden atom pierwiastka chemicznego lub jedna cząsteczka dowolnego związku chemicznego są tak małe, że makroskopowe próbki substancji używane w laboratoriach chemicznych zawierają ogromne liczby cząstek, najczęściej rzędu 1023 drobin. Z tego powodu chemicy stosują do wyrażania ogromnych liczb cząstek jednostkę zwaną molem. Jeden mol dowolnych cząstek to w przybliżeniu 6,022·1023. Masa jednej drobiny wyrażona w gramach jest niewyobrażalnie mała. Na przykład jedna cząsteczka tlenu, O2, ma masę 5,3122·10-23 g, ale 1 mol tych cząsteczek, czyli 6,022·1023 cząsteczek tlenu, to już masa wynosząca 31,99 g. Masę 1 mola dowolnych cząsteczek nazywamy masą molową danego związku chemicznego i wyrażamy w gramach. Zgodnie z prawem Avogadro 1 mol dowolnej substancji gazowej w jednakowych warunkach ciśnienia i temperatury zajmuje taką samą objętość. W warunkach normalnych objętość molowa gazu wynosi 22,4 dm3.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie masy molowej gazu w oparciu o prawo Avogadro.
Odczynniki
► badany gaz
Sprzęt laboratoryjny
► kolba kulista płaskodenna z korkiem
► cylinder miarowy o pojemności 1000 cm3
► waga analityczna
► barometr
► termometr 0-50 ºC
Wykonanie ćwiczenia:
⇒ Suchą płaskodenną kolbę kulistą, zawierającą powietrze i zamkniętą korkiem, zważ na wadze analitycznej.
⇒ Zaznacz markerem na szyjce kolby poziom, do którego sięga dolna krawędź korka.
⇒ Napełnij kolbę badanym gazem i zważ ją ponownie.
⇒ W celu wyznaczenia objętości kolby napełnij ją wodą do zaznaczonego poziomu, przelej wodę do cylindra miarowego i odczytaj objętość.
⇒ Odczytaj temperaturę i ciśnienie otoczenia.
Obliczenia
⇒ Oblicz, jaką objętość w warunkach normalnych zajęłoby powietrze zawarte w kolbie:
stąd:
Vo, po, To - objętość, ciśnienie i temperatura w warunkach normalnych (273K, 1013 hPa)
p, T - ciśnienie i temperatura w warunkach doświadczalnych
V - objętość wody = objętość gazu
⇒ Oblicz masę powietrza zawartego w kolbie, wiedząc, że 1 dm3 powietrza w warunkach normalnych waży 1,293g.
⇒ Oblicz masę pustej kolby odejmując od masy kolby z powietrzem masę powietrza.
⇒ Oblicz masę badanego gazu odejmując od masy kolby z gazem masę pustej kolby.
⇒ Oblicz masę molową gazu (Mr) znając masę gazu (m), jego objętość w warunkach normalnych (Vo) oraz zależność wynikającą z prawa Avogadro:
czyli:
⇒ Oblicz błąd względny i błąd bezwzględny oznaczenia.
Wyniki
Masa kolby z powie-trzem (m1) |
Masa kolby z gazem (m2) |
Ciśnie-nie (p) |
Temp. (T) |
Objętość kolby (V) |
Objętość powietrza w war. norm. (Vo) |
Masa powie-trza (mp) |
Masa gazu (m)
|
Masa molowa gazu (Mr) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|