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三大实验--气体摩尔体积测定

取决于构成这种物质的微粒数目、微粒的大小 和微粒之间的距离这三个因素。
2.1mol不同的固态和液态物质为什么其体积各不相同? 1mol不同固态或液态物质所含基本结构微粒数相同, 构成固态或液态物质的微粒间的距离都很小。因而固 态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微粒本身 的大小。 3.影响气体体积的因素有哪些?
※怎样正确地读取量液瓶的读数?
读数时,视线与液体量瓶内液体凹液面的最低点 相切即平视。 ※液体量瓶的读数就是氢气的体积吗?如果不是,那 应该怎样计算? 不是,
氢气的体积= 量瓶中液体体积 —硫酸体积 +抽出气体体积
7、恢复装臵起始状态
——将C瓶中液体倒回B瓶中, 补加少量品 红溶液,使液面基本恢复到刻度线。将A瓶中 反应液倒入废液缸,用水冲洗A瓶使之冷却, 可以开始重复实验。
保持量气管两边的液 面相平,即所读的气 体体积为1大气压时 的气体体积
实验步骤
1、装配实验装臵,做好气密性检查 气密性检查 ——用橡皮塞塞紧A瓶加料口,进行 气密性检查。当橡皮塞塞紧时,B瓶 内导管中的液面会上升,上升液柱在 1min内不下降,确认装臵气密性良好。
1、把气体发生器的橡皮塞塞紧,储液瓶内导管中液面上 升,且上升的液柱在1min内不下降,可确认气密性良好。
思考:测定气体体积要注意什么?
• 检查装置的气密性 • 测定体积时的温度和压强
• 换算成标准状况下的气体体积
强调:没有对应的温度与压强的气体 体积没有任何意义
思考:测定气体体积要注意什么?
• 实验前(放药品前)要首先检查装置的气密性; • 记录测定气体体积时的温度;
• 确保测定气体体积时的温度与压强和当时的室温 与大气压强相同, • 即待气体冷却到室温时再读数; 根据连通器原理确定所测得的气体体积处于1个大 气压强。
当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气 体分子之间的距离,而不是分子本身体积的大小。 气体分子之间的距离受温度、压强影响大
• 4、气体摩尔体积的计算:
气体摩尔体积是指1mol气体所具有的体积
V Vm n
在标准状况下(101kPa,0 ℃ ), Vm=22.4 L/mol
5.常温常压时,1摩尔气体体积比标准状 况下的22.4升大还是小?原因是什么?
气密性检查(其他方法):
2、从气体发生器的橡皮塞处用注射器向其中诸如一定量的 水,如果储液瓶内导管中的液面上升,且上升的液柱在1min 内不下降,可确认装置气密性良好。 3、从气体发生器的橡皮塞处用注射器抽出一定量的空气, 如果储液瓶内导管口产生气泡,可确认装置气密性良好。 4、用手捂气体发生器一段时间,如果储液瓶内导管中液 面上升,手松开后,液面又恢复至原位置,可确认装置 气密性良好。
8、完成实验报告
实验误差 (P-79)
绝对误差 = 实验值- 理论值 相对误差 实验值 理论值 100%
理论值
系统误差: 来源于仪器或药品自身的误差 偶然误差: 来源于测定时的偶然因素,如温 度的变化 过失(测量)误差: 来源于操作失误 系统误差有专门的方法处理;
偶然误差可用多次平行实验求平均值来减小;
• 三、计算公式
V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) M ( Mg ) Vm n( H 2 ) n( Mg ) m( Mg ) m( Mg )
M ( Mg )
想一想:
设计定量实验一般从那几个方面考虑?
目的→原理→仪器→步骤→记录→结果→结果分析
• 以1molH2体积测定为例,用镁和足量的稀硫酸 反应,并测定H2的摩尔体积。
Mg H 2 SO4 MgSO4 H 2
V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) M ( Mg ) Vm n( H 2 ) n( Mg ) m( Mg ) m( Mg )
M ( Mg )
数据转化 :测定镁带质量和H2的体积
10.1测定1mol气体的体积
• 一、测定原理
——某温度下,用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应,测出产 生氢气的体积,从而计算出该温度下1mol氢气的体积。
• 二、测定方法
(1)制氢气,用镁的质量计算氢气的质量。 (2)产生的氢气用排液法收集、量出体积。
思考:用什么样的装置来制取氢气
实验室制取气体的装置
(1)固体和固体加热制取气体
(2)固体和液体加热制取气体
O2、NH3、CH4等
HCl、Cl2 等
实验室制取气体的装置
启普发生器
(3)固体和液体反应制取气体不需要加热
思考2、氢气的体积如何来测定?
气体
量液 排液装置 (短进长出) 装置
量(体积)装置
移 液 管
方案展示:
• 方案1
介绍:用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2,
利用排水法用量筒收集,并量取气体体积。
缺点:
量筒不能收集 气体,并且收 集后测出体积 不准确。
方案展示:
• 方案2
介绍:用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2,并通入短 进长出的广口瓶,气体将液体压入量筒中收集,流 入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。
化学的定量测定:
• 定量测定方法: 称量、量出体积、确定温度的变化数等 • 定量仪器: 电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等
相关知识回顾
气体体积与其他物理量之间的关系
×6.02×1023 ÷6.02×1023 ÷ M g/mol ×M g/mol
×22.4L/mol ÷ 22.4L/mol
1.决定物质所占体积大小有哪些因素?

2、一次称量(镁带) ——用砂皮除去镁带表面氧化层, 称二份所需的量,记录数据。
※为什么要擦去镁表面的氧化膜?
氧化镁与酸反应不产生H2,造成实验误差。
3、两次加料(镁带、水) ——在A瓶出气口处拆下胶管,使A瓶倾斜, 取下A瓶加料口橡皮塞,用量筒加入约20mL水 于A瓶中,再把已称量的镁带加到A瓶底部,用 橡皮塞塞紧加料口。
5、加硫酸—第2次用注射器 ——用注射器在小烧杯中吸入10ml 3mol/LH2SO4,移到A瓶加料口上方,将 硫酸注入A瓶,注入后迅速拔出针头。 观察现象,记录气体温度。
※为什么用针筒加完稀硫酸后要迅速拔出?应怎样操作?
避免H2从针筒处逸出。要捏住针头拔出,不要 使针头和针筒脱离。
A
B
C
6、读数 (1)反应开 始排出液体速度较快, 后逐渐变慢,当目测A 瓶中镁带几乎都反应 完时,可用左手握住A 瓶胶塞轻轻上下振荡, 使少量气体尽可能逸 出。当C瓶内插头口不 再滴液时确认反应完 成。
(2)对于气体体积的确定,一般也有两种方法: 一是通过上述方法测其质量,再利用密度或气 体摩尔体积进行换算;
V 提示:Vm n
气体的体积V和气体的物质的量n。
气体的物质的量能用实验方法直接测定吗? 不能。 根据气体的物质的量=质量/摩尔质量,可以测气 体的质量。
Vm V V VM m n m M
气体的体积和质量的实验数据较难测定,我们是否 能将其转化为其他状态的物质进行测定? 将气体的量转化为测定固态或液态的量 直接测量 间接测量
1、目的:测定常温、常压下1摩尔氢气体积。 2、原理: V(H2)
Vm=———×M(镁) m(镁)
气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成? 气体的发生装置、气体收集装置、量体积装置
讨论内容:
以1molH2体积测定为例,用镁和足量的稀硫酸 反应,设计测定H2的摩尔体积的实验方案。 镁的质量实验室里用什么仪器测定?
A B C 降低反应时硫酸的浓度
※为什么在储液瓶里加入品
※为什么要事先加入20ml的水?
红溶液?可以换成无色溶 液吗?
可以。但品红溶液便于观察。
4、调正装臵压强—第 1次用注射器 ——用注射器从A瓶加 料口处抽气,当B瓶中 导管内液面和外液面持 平时,可以确认装臵内 外压强基本一致,反应 位于起始状态。
注意:
量筒中液体体积 减去注入硫酸的 体积才是生成的 气体体积。 缺点:后面导管 中一段液体的体 积无法测出,影 响实验的精确度。 生成气体的体积= 量筒中液体的体积-加入的硫酸的体积+导管中液体的体积Βιβλιοθήκη 简易的气体摩尔体积测定装置
气体发生装置
排液装置
量液装置
方案展示:
• 方案4
介绍:用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2,将生成的 氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。
缺点:
气球体积难以 准确测定,实 验误差大。
方案展示:
• 方案5
介绍:用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2,将生成的 氢气用针筒收集。
气体的体积=针筒的读数-加入的硫酸的体积 优点:
针筒可以直 接测出气体 的体积。
缺点: 气体压强有 误差,较难 控制同压
气体摩尔体积测定装置
1、气体发生装置: 气体发生器——带支管的锥形瓶 (加料口、橡皮塞) 2、排液装置: 储液瓶——带有玻璃瓶塞和伸至 瓶底的导液管;瓶上刻度线标明 容积约200ml的位置 3、量液装置: 液体量瓶——量瓶瓶颈上有 110—130mL刻度线(可正确 读出进入量瓶的液体体积)
过失误差应由测定人的正确操作来消除。
误差分析
(1)反应后的温度高于室温 偏大 (2)镁条表面的氧化膜未完全擦去 (3)导管中残留液体体积 偏小 (4)镁带中含有不与酸反应的杂质
偏小
偏小
测定结果偏小,误差为负值; 测定结果偏大,误差为正值。
小结
(1)气体质量测定主要有两种方法: 一是量差法。即通过测定反应体系反应前后 质量的差异,确定气体的质量(反应体系反 应前的质量减反应后的质量即为气体质量); 另一种方法是利用所测气体的某些性质(如酸 碱性或溶解性)、采用合适的吸收剂(如浓硫 酸、碱石灰)和实验装置(如洗气瓶、干燥管) 来吸收,通过测量吸收装置吸收前后质量差得 到气体的质量。
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