置換法測定氣體常數(shù)

氣體常數(shù)R的測定基本原理理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT表示一定量理想氣體的體積與壓強(qiáng)的乘積與氣體的物質(zhì)的量和它的絕對溫度的積之比R是一個(gè)常數(shù)，即。因此對一定量的氣體，若在一定溫度、壓力條件下測出其體積就可求出R，本實(shí)驗(yàn)是測定鋁與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積。Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑即將一定重量（w）的鎂條與過量的稀硫酸作用，在一定的溫度與壓力條件下，測出被置換的濕氫氣的體積V，而氫氣的物質(zhì)的量可由鎂條的重量算出，由于氫氣是在水面上收集的，故混有水蒸氣，若查出實(shí)驗(yàn)溫度下所得飽和蒸汽壓，就可由分壓定律，算出氫氣的分壓：由、、、T等就可利用公式求出R。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，取兩片35-45mg鎂條分別在電子分析天平上準(zhǔn)確稱量；2.按圖右圖把儀器裝好，打開試管2的塞子由漏斗3往量氣管1內(nèi)裝水至略低于刻度“0”3.檢查裝置是否漏氣；4.取下試管，調(diào)整漏斗高度，裝入3mol/L稀硫酸，將鎂條用水浸濕，貼在試管壁上；再檢查裝置是否漏氣。如不漏氣，調(diào)整漏斗位置，使量氣管內(nèi)水面與漏斗內(nèi)水面在同一水平面，記下量氣管內(nèi)液面的位置V1；5.輕輕振蕩試管，使鎂條落入稀硫酸中，鎂條與稀硫酸反應(yīng)放出H2，大量的氫氣進(jìn)入量氣管中，將管內(nèi)的水壓到漏斗中，為了避免圖量氣法測定裝置管中壓力過大而造成漏氣，在量氣管內(nèi)水平面下降的同時(shí)，慢慢下移漏斗，使兩者的水面基本保持相同水平，反應(yīng)停止后，待試管冷卻至室溫，移動(dòng)漏斗，使其水面與量氣管水面相平，讀出反應(yīng)后量氣管內(nèi)水面的精確讀數(shù)V2，1-2分鐘，再記錄一次液面位置，如二者相差太大，需重復(fù)操作，至兩次記錄數(shù)據(jù)相差不超過0.01ml。6.記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫t與大氣壓P，并從附錄中查出室溫時(shí)水的飽和蒸汽壓PH2O7.用另一鎂條重復(fù)上述操作。數(shù)據(jù)記錄ⅠⅡ鎂條重量（g）m反應(yīng)前量器管液面位置（ml）V1反應(yīng)后量器管液面位置（ml）V2室溫（℃）t大氣壓（mmHg）P室溫時(shí)水的飽和蒸汽壓（mmHg）PH2O氫氣的分壓（P-PH2O）（mmHg）PH2氫氣的摩爾數(shù)（mol）nH2氣體常數(shù)R的數(shù)值R誤差%6、怎樣除去鎂條表面的氧化物與臟物，如何判斷已除凈？如未除凈對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：將砂紙對折夾住鎂條，向一個(gè)方向拉，可砂去氧化物與臟物。注意用力要均勻，不要將鎂條折斷。有時(shí)鎂條表面不平，凹處臟物難以除去，可將鎂條放在木塊上，集中擦凹處。將砂過的鎂條對光觀察，如表面均呈金屬光澤，無黑點(diǎn)，則表示氧化物與臟物已除去。此時(shí)用干凈的紙夾住鎂條，向一個(gè)方向拉，除去遺留的臟物。答：用直接稱量法稱鎂條質(zhì)量：⑴直接在天平盤上放入長鎂條50-70mg，稱出其質(zhì)量，記錄。⑵二等分鎂條，分別稱出小鎂條質(zhì)量，用小稱量紙包好，寫上鎂條質(zhì)量。將它們放在干燥的50mL小燒杯中備用。如何安裝量氣裝置？答：安裝的順序是：先下后上、自左至右，要求各連接部分既緊密吻合，又無張力。整套裝置要平正、整齊、正確美觀。拆卸儀器的順序則與安裝時(shí)正好相反，即先右后左、從上而下，安裝次序如下：⑴.先安裝十字夾、自由夾，再安裝滴定管夾；⑵.用橡皮管連接量氣管末端（50mL刻度處）、乳膠管連接量氣管零分度處（乳膠管、橡皮管需安裝到量氣管的收縮部分），將量氣管夾在滴定管夾的左側(cè)；⑶.連接橡皮管與筒形漏斗，將筒形漏斗放入自由夾鉗口，左手抓住鉗口，右手輕緩旋轉(zhuǎn)螺絲使漏斗沿口正好能掛在自由夾鉗上。測定裝置的哪些部位易漏氣？如裝置漏氣如何查原因？⑴漏氣部位：乳膠管，乳膠管分別與量氣管、支管（試管）的連接處，試管的管口與塞子塞緊處⑵逐項(xiàng)檢查：1.乳膠管將其拉長后對光觀察，如有小孔或老化現(xiàn)象則會(huì)漏氣②乳膠管與量氣管、支管連接處是否緊密。③試管的平頭塞是否塞緊。16如何調(diào)節(jié)量氣管內(nèi)的液面略低于“0”刻度，為什么要調(diào)節(jié)液面？答：小心將試管夾在滴定管夾的右側(cè)，支管連接乳膠管。左手提漏斗上移，待液面上升至略低于零刻度時(shí)，右手拿磨口塞塞進(jìn)試管口，放漏斗在自由夾內(nèi)后塞緊塞子，此時(shí)量氣管的液面符合要求。20為什么要待試管冷至室溫后，才能記錄液面位置？如何判斷已冷至室溫？答：反應(yīng)放熱，使試管、氣體的溫度提高，但計(jì)算R時(shí)，氣體的溫度為室溫，所以要冷至室溫。用手摸有液體部分的試管，不感到熱時(shí)，可讀數(shù)、記錄液面的位置（記住兩液面要同一水平），稍等1～2min再讀取、記錄液面的位置，如兩次讀數(shù)相等或＜0.05mL，則可認(rèn)為已與室溫一致。2第一份鎂條用于測試后，為什么試管中的酸不能用于第二份的測定？答：用第一份鎂條測試時(shí)，傾斜試管，酸與鎂條接觸開始反應(yīng)，此時(shí)試管壁上已有酸。如不倒掉后洗凈，則第二份鎂條一碰到管壁就會(huì)與酸反應(yīng)，所以試管內(nèi)的酸不再利用，要倒掉，并用自來水沖洗至無酸18在反應(yīng)前為什么要將漏斗降低，反應(yīng)時(shí)隨管內(nèi)液面下降，漏斗相應(yīng)移動(dòng)？答：避免管內(nèi)壓力過大。若漏斗未下移，漏斗內(nèi)液面位置高于量氣管內(nèi)液面，管內(nèi)氣體受到的壓力大于大氣壓力。若管內(nèi)壓力過大，H2易泄漏。計(jì)算式：R=p(H2)×V(H2)×Ar(Mg)/m(Mg)6、怎樣除去鎂條表面的氧化物與臟物，如何判斷已除凈？如未除凈對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：將砂紙對折夾住鎂條，向一個(gè)方向拉，可砂去氧