置换法测定气体常数R

检验医学与临床实验3置换法测定气体常数R
一、 目的要求
1.了解光电分析天平的基本构造,性能及使用规则
泌尿生殖2.练习测量气体体积的操作
3.掌握理想气体状态方程和分压定律的应用
二、 基本原理
理想气体状态方程PV=nRT 表示一定量理想气体的体积与压强的乘积与气
体的物质的量和它的绝对温度的积之比R 是一个常数,即
nT PV
R =。因此对一定量的气体,若在一定温度、压力条件下测出其体积就可求出R ,本实验是测定铝与稀盐酸反应产生的氢气的体积。
↑+→+233262H AlCl HCl Al
即将一定重量(w )的铝片与过量的稀HCl 作用,在一定的温度与压力条件下,测出被置换的湿氢气的体积V ,而氢气的物质的量可由铝片的重量算出,由于氢气是在水面上收集的,故混有水蒸气,若查出实验温度下所得饱和蒸汽压,就可由分压定律,算出氢气的分压:
O H H O
H H P p p p p p 2222-=∴+=
2H P 、2H V 、2H n 、T 等就可利用公式T n V P R H H H 222=求出R 。
三、 实验内容
1、 在光电天平上称取两片已擦去表面氧化膜的
铝片,每片重约20-30毫克。
2、按图3-1把仪器装好,打开试管2的塞子由漏斗3往量气管1内装水至略低于刻度“0”装置,上下移动漏斗以赶净胶管和量气管气壁的气泡,然后将试管的塞子塞紧。
3、检查装置是否漏气,将漏斗向上或向下移动一段距离,使漏斗中水面低于或高于量气管中的水面。固定漏斗位置,量气管中水面若不停移动,表示装置漏气,应检查各连接处是否接好,重复操作直至不漏气为止。
4、取下试管,调整漏斗高度,使量气管水面略低于刻度0,然后用一小滴甘油将铝片沾在试管内壁上部,用量筒量取5ml 3mol/L HCl,把长颈漏斗插入到试管中,将HCl由漏斗加入试管,尽量避免HCl沾在试管上与铝片作用。取出漏斗装好试管,再检查装置是否漏气。如不漏气,调整漏斗位置,使量气管内水面与漏斗内水面在同一水平面,记下量气管内液面的位置V1。
5、轻轻振荡试管,使铝片落入HCl中,铝片与HCl反应放出H2(如没有反应,可稍微加热),大量的氢气进入量气管中,将管内的水压到漏斗中,为了避免量气图3-1 量气法测定装置
澳门八国联军表演管中压力过大而造成漏气,在量气管内水平面下降的同
时,慢慢下移漏斗,使两者的水面基本保持相同水平,反应停止后,待试管冷却至室温,移动漏斗,使其水面与量气管水面相平,读出反应后量气管内水面的精确读数V2,1-2分钟,再记录一次液面位置,如二者相差太大,需重复操作,至两次记录数据相差不超过0.01ml。
1.记录实验时的室温t与大气压P,并从附录中查出室温时水的饱和蒸汽压O H P2
2.用另一铝片重复上述操作。
%100R -R %O H 2⨯=R ││误差
四、 思考题
1、 实验中测得氢气的体积V 与相同温度、相同压力下等摩尔干燥气体的体积是
否相同?
2、 检查实验装置否漏气的原理是什么?
jackknife3、 讨论下列情况对实验结果有何影响:
(1) 量气管中的气泡未赶净;
(2) 反应过程中实验装置漏气;
(3) 铝片表面有氧化膜;
(4) 反应过程中,如果从量气管中压入漏斗的水过多而使水从漏斗中溢出。
4、 在读取量器管中水面的读数时,为什么要使漏斗中的水面与量气管中的水面
相平?
5、 造成本实验误差的原因是什么?那几步是关键操作?
6、 如果利用易溶于水的气体来测定R 值时,将需何种装置收集气体?
7、 扩展实验,利用这套仪器还可以测哪些物理量?设计一方案。
五、实验前阅读材料
1.气体的产生、净化与干燥(p.25-26)
2. 基本物理量及参数的测定(p.47-49)
阅读材料
附:气压计的使用
测量大气压的仪器叫气压计,气压计的种类较多,实验室常用的是Fortin (福廷)式气压计,它是以水银柱平衡大气压力,水银柱的高度即表示大气压力的大网络交友
白老虎连小。它是一根长90cm,一端封死并抽真空的玻璃管到插入与大气相同的水银槽中而成,水银槽底为一根羚羊皮囊,转动其下面的调节螺旋就可以调节水银面的高低。水银槽顶有一倒置的象牙针,其针尖是黄铜管上标尺刻度的零点,其铜管都有刻度并开有长方形小窗,用来观察水银面,窗前有游标尺。读数时可按下列步骤进行:
1、记下气压计上所附温度计的温度,准确的大气压数据需要进行温度校正;
2、缓慢旋转底部调节螺旋,使水银面和象牙尖刚接触;
3、转动游标尺调节螺旋,使游标尺高出汞面然后缓慢落下,直至游标尺下沿与游标尺后面的金属片的下沿相重合且与玻管中水银弯月面相切,按游标尺零点所对黄标尺刻度读出大气压的毫米整数部分,然后从游标尺上一根正好与黄铜游尺上某一刻度相吻合的刻度线,其数值就是毫米后小数部分的读数,然后再从新读数一次。
气压计应垂直悬挂阴凉、通风、干燥、防震和无热辐射的地方。
气体的产生、净化、干燥与收集
一、气体的产生
实验室常用分解固体或者液体与固体作用等方法来制备少量的气体。用分解固体的方法制备气体(如用氯酸钾分解制备氧气)用图2-20的装置。用液体与固体反应制备气体的装置如图2-21的启普发生器(左),特别适合用来制备H2、CO2、H2S等气体。启普发生器是由中间狭窄的球形玻璃容器和大的球形漏斗所组成,二者以磨口相配合。容器的上半球有一侧口,用橡皮管与导气管相连接(气体出口),下半球有一排液口(液体出口),球形漏斗上装有安全漏斗。固体试剂放在中间圆球内,关闭活塞,从球形漏斗中将酸加入。使用时打开活塞,酸液自动下

本文发布于:2024-09-23 05:32:14,感谢您对本站的认可!

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