如题所述
二氧化碳相对分子质量的测定:实验目的、实验原理、实验内容、数据处理、存在的问题和注意事项。
一、实验目的:
1.学习启普发生器的工作原理和使用方法。
2.掌握气体的发生、净化等基本原理和操作方法。
3.学习理想气体状态方程式和阿伏加德罗定律。
4.学习水银气压计的使用方法。
二、实验原理:
理想气体状态方程式为:pVnRT。
根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子。因此,在同温同压下,同体积的两种气体的质量之比,等于它们的相对分子质量之比。根据 pV=nRT,在同温同压下,同体积的两种气体的摩尔数相等,即:nl=n2本实验是测定相同体积的二氧化碳和空气(平均相对分子质量 M2 为 29.0) 相比,则氧化碳的相对分子质量(M1) 为:
算出二氧化碳的相对分子质量。
由上式可见,只要测定同体积的二氧化碳(W1)和空气的质量 (W2),就计我们在相同条件下,测定锥行瓶(带瓶塞) 与二氧化碳的质量 (m1)、锥行瓶(带瓶塞)与空气的质量(m2),则,二氧化碳的质量为:
Wl= (m1-m2)+ W2。
根据实验时测得的大气压和温度以及锥形瓶的容积,可以求出空气的质量 (W2) :
现在就是锥行瓶的容积的确定,可将锥行瓶充满水(一定盖上瓶塞!)称量(m3),由于同体积的水和空气的质量相比,可以忽略不计,又由于水的密度为 1,则水的质量数值就是锥形瓶的容积数值。因此,最后可以测定二氧化碳的相对分子质量。
四、实验内容:
1.C02气体的制备与净化:
CO2气体由HCI和CaC03制取。使用简易装置,用分液漏斗和锥形瓶组装。制备反应式:CaC03+2HC1==CaC12+C02+H20净化过程:
(1)1molL-1CuS04:除去H2S,反应式:CuS04+H2S==CuS+H2S04
(2)mol·L-1NaHC03:除去HC酸雾,反应式:NaHC03+2HC1==NaC1+CO2+H20。
(3)浓H2S04:除去水分。
2. 测定:
(1)称量150mL锥行瓶:行瓶要干燥、洁净,选择合适的橡皮塞,盖在锥形。
瓶上松紧度要适宜,并在寒子的侧面标一记号,以利于下面实验时固定塞子的位置。
在分析天平上称量质量。
(2)收集C02:用排空气法收集净化后的CO2气体。
(3)称量收集CO2:在分析天平上量收集CO2和锥形瓶(带塞)。
(4)重复2、3操作:两次称量的之差不要大于0.2mg。
(5)测量锥行瓶的容积:在锥行瓶内装满水,注意瓶塞的位置,在台秤上称量2即可。
五、数据处理:
1.室温t(k)=273+xC;
2.气压p(pa)=示数(hpa)一=;
3.空气、瓶、塞的总质量G1(g)=;
4.第一次时,C02、瓶、塞的总质量G2(g)=;
5.第二次时,C02、瓶、塞的总质量G3(g)=;
6.C02、瓶、塞的平均总质量G4(g)=;
7.水、瓶、塞的总质量G5(g)=;
8.瓶的容积V(m3)=;
9.瓶内空气的质量W空气(g)=;
10.C02气体的质量WCO2(g)=;
11.CO2气体的相对分子质量(gmol-1)=;
12.C02气体的理论相对分子质量(g"moL-1)=44.0113。
六、存在的问题和注意事项:
1.本实验用工业大理石代替纯试剂CaC03制备CO2。一是反应速度太快,难以控制;二是粉末状试剂在反应过程中极易产生泡沫随气体导出,增加净化的难度。
2.在纯化过程中,“水汽”——最后洗涤。
3.收集气体完毕,在验满后一定要轻轻拔出导管,以避免快速抽出时搅动气体而带出。
4.每次盖塞时一定注意塞子的位置(以标记为准!)。
5.确定锥形瓶的体积时,水里面不能有气泡。在台称量时,要擦干外面的水滴。
6.本实验所使用的公式和定律,弄清它们之间的关系以及它们各自的单位。容器体积(V)m3:大气压(p)Pa:水的密度1.00gcm-3:摩尔气体常数(R)8.314 Pam3*k-1'mol-1。