Контрольные вопросы и задачи

1. Назовите важнейшие методы очистки веществ.

2. От каких примесей очищают жидкости при фильтровании и перегонке?

3. Почему нельзя использовать для перекристаллизации растворитель, обладающий хорошей растворяющей способностью, которая не зависит от температуры?

4. Рассчитайте, сколько воды и бихромата калия требуется взять для получения 20 г перекристаллизованного вещества.

Решение:

По таблице определяем растворимость K₂Cr₂O₇ при 20⁰С и 60⁰С - 13,1 и 50,5 соответственно. По разности коэффициентов растворимости находим, сколько соли выделится в твердом виде из насыщенного при 60⁰С раствора бихромата калия приготовленного в 100 г воды:

50,5 - 13,1 = 37,4 г

По пропорции определяем массу воды, необходимую для приготовления насыщенного раствора:

m = 20 х 100 / 37,4 = 53,5 г

Затем определяем массу соли, которая потребуется для приготовления насыщенного раствора при 60⁰С. В 100 г Н₂О растворяют 50,5 г соли, а в 53,5 г – у. У = 27 г.

Ответ: для получения 20 г чистого бихромата калия требуется 27 г соли и 53,5 г воды.

5. Растворимость сульфата калия при 20⁰С составляет 10,07 г в 100 г воды. Найти массовую концентрацию соли в растворе, насыщенном при этой температуре.

Ответ: 9,15%.

5. Растворимость хлорида аммония в воде при 30⁰С составляет 29,5%. Выразить растворимость в граммах на 100 г воды.

Ответ: 41,84 г.

5. Сколько граммов нитрата свинца выделится в твердую фазу из 500 г насыщенного при температуре 50⁰С раствора, если охладить его до температуры 0⁰С?

Ответ: 124,8 г.

5. Сколько граммов дихромата калия выделится из раствора, если 400 г его растворить при температуре 80⁰С, затем раствор охладить до 10⁰С?

Ответ: 360,06 г.

5. Сколько граммов нитрата аммония выделится в твердую фазу из насыщенного при температуре 80⁰С раствора массой 200 г, если его охладить до 0⁰С?

Ответ: 135,8 г.

Лабораторная работа № 3 определение молярной массы газа

Экспериментальное определение молекулярной массы газообразного вещества основано на применении закона Авогадро и следствий из него. По этому закону в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул. Отсюда следует, что массы (m₁, m₂) равных объемов двух газов должны относиться друг к другу как их молекулярные массы:

=

Отношение массы данного газа к массе того же объема другого газа, взятого при той же температуре и при том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму:

=D , откуда D= , или М₁=DМ₂

Относительная плотность (величина безразмерная) показывает, во сколько раз один газ тяжелее другого.

Необходимо отметить, что молярная масса (масса одного моля, выраженная в граммах) численно равна относительной молекулярной массе.

Молярную массу вещества можно определить, используя понятие о молярном объеме вещества в газообразном состоянии. Для этого находят объем (V_o), занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества в газообразном состоянии, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях. Полученная величина и выражает молярную массу вещества.

М(г/моль)=

Молярную массу газа можно вычислить также, используя уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV = ^{или M = ,}

^{где Р – давление газа, Па;}

^{V – объем газа, м3;}

m – масса газа , г;

^{Т – температура , К;}

^{R = 8,314 Дж/(моль.К) – универсальная газовая постоянная;}

^{М – молярная масса газа, г/моль.}

^{Выполнение работы:}

1. ^{Взять сухую плоскодонную колбу с резиновой пробкой.}

2. ^{Отметить восковым карандашом место, до которого пробка входит в горло колбы.}

3. ^{Взвесить колбу с пробкой на технохимических весах с точностью до 0,01 г (m}₁^).

4. ^{Заполнить колбу диоксидом углерода из аппарата Киппа или баллона. Полноту вытеснения воздуха контролировать, поднося к отверстию колбы (но не внося в нее!) горящую лучинку. После того как лучинка начнет гаснуть, еще несколько минут пропускать диоксид углерода и быстро закрыть колбу пробкой, проследив за тем, чтобы последняя доходила до уровня, ранее отмеченного карандашом. Взвесить колбу с диоксидом углерода (m}₂^).

5. ^{Определить объем колбы. Для этого наполнить ее водой комнатной температуры до уровня, отмеченного восковым карандашом и перелить воду в мерный цилиндр. Замерить объем колбы (V).}

6. Привести объем к н.у. на основании объединенного газового закона

V₀ = ,

^{где Р – давление, измеренное по барометру, установленному в лаборатории (мм рт.ст.)}

^Р_о ^{- давление при н.у. = 760 мм рт.ст.}

^{Т - температура в лаборатории (К)}

^Т_о ^{- температура при н.у. = 273К}

^{V - объем колбы (мл).}

7. ^{Определить массу воздуха, заключенного в колбе (m}₃^{). Соответствующий расчет легко сделать, принимая во внимание, что масса 1 л воздуха при нормальных условиях равна 1,298 г.}

8. ^{Определить массу пустой колбы (без воздуха) (m}₄^),

9. ^m₄ ^{= m}₁ ^{– m}₃

10. ^{Определить массу заключенного в колбе диоксида углерода m}₅ ^{= m}₂ ^{– m}₄^.

11. ^{Данные опыта записать по форме:}

Масса колбы с воздухом, г	M1
Масса колбы с СО2, г	m2
Объем колбы, мл	V
Объем газа в колбе при н.у., мл	Vo
Масса воздуха в объеме колбы, г	m3
Масса пустой колбы, г	m4
Масса СО2 в колбе, г	m5

12. ^{Вычислить молярную массу диоксида углерода тремя способами:}

^{а) исходя из молярного объема газа;}

^{б) пользуясь относительной плотностью СО}₂ ^{по воздуху (определить из данных опыта);}

^{в) используя уравнение Менделеева-Клапейрона.}

^{Результаты записать по форме:}

Метод определения	Молярная масса СО2, г/моль	Абсолютная ошибка	Относительная ошибка
1. По молярному объему газа.
2. По относительной плотности СО2 по воздуху.
3. По уравнению Менделеева-Клапейрона

^{Сравнить полученные результаты друг с другом.}