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:

V_o, p_o, T_o - 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 (M_r) znając masę gazu (m), jego objętość w warunkach normalnych (V_o) 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)