基础化学实验I(无机化学与化学分析实验) 化学国家级实验教学示范中心 Northwest University 基础化学实验I(无机化学与化学分析实验) 二氧化碳相对分子质量的测定
实验技能训练要点 1. 天平称量操作 ----巩固练习 2.钢瓶及气体净化装置使用 ----首次训练 西北大学国家级化学实验教学示范中心
一、实验目的 二、实验原理 三、仪器与试剂 四、实验步骤 五、数据处理 六、实验讨论 七、实验拓展 西北大学国家级化学实验教学示范中心
一、实验目的 利用气体密度法测定二氧化碳相对分子质量。 学习使用刚瓶及气体净化装置。 巩固天平称量操作。
二、实验原理 (1) 或者 (2) (3) m1, m2 分别为相同的温度、压力下同体积的气体质量。 D空气 对空气的相对密度。 同温、同压、同体积的气体含有相同的分子数—阿佛加德罗定律。 在同温、同压下比较同体积的两种气体的质量,知道其中一种气体的分子量,即可测定另一种气体的分子量。 (1) 或者 (2) (3) m1, m2 分别为相同的温度、压力下同体积的气体质量。 D空气 对空气的相对密度。
三、仪器与和试剂 锥形瓶 浓硫酸 电子天平 仪器 大理石 试剂 台秤 盐酸 CO2钢瓶 水 启普发生器
四、实验步骤 0.0001~ 0.0002g m1 洗净烘干 称重 通入C02 称重 恒重 m2 □ 计算 测气压 测室温 称重 装水 擦干外壁 m3
注意事项 保证锥形瓶的洁净和干燥。 2. 通CO2气体时,导管一定要伸入锥形瓶底,保证CO2 气体充满锥形瓶,抽出时应缓慢向上移动,并在管处停留片刻。 3. 每次塞子塞入瓶口的位置相同。
五、数据处理 数据处理 装满空气的瓶和塞子的质量m1/g 装满CO2的瓶和塞子的质量m2/g 第一次m2(1) 第二次m2(2) 瓶的容量V=(m3-m1)/d水(cm3) 实验时的室温t/ºC 实验时的大气压p/Pa 求出瓶内空气的质量m空气/g 瓶和塞子的质量为m1-m空气 求出瓶中CO2的质量mCO2=m2-(m1-m空气) 二氧化碳对空气的相对密度D空气=MCO2 /m空气 二氧化碳的相对分子质量MCO2=29.00·D空气 百分误差/%=|M理论-MCO2|/M理论×100%
六、实验讨论 1. 如果用启普发生器制取CO2时,气体能否直接通入锥形瓶中?应该怎么净化? 2. 为什么装满CO2的锥形瓶和塞子的质量要在分析天平(0.1 mg精度)上称,而装满水的锥形瓶和塞子的质量可以用台秤(0.1 g精度)上称量? 3. 哪些物质可用此法测分子量?为什么?
七、实验拓展 1、用锥形瓶收集二氧化碳,然后加盖橡皮塞,塞 上做一记号进行称量的方法有3个缺点: (1)由于二氧化碳气流大小有别,是否收集满不易掌握,故导致称量次数增加,延长实验时间。 ★改进方法★: CO2尾气通过盛饱和Ca(OH)2溶液的大试管中,待Ca(OH) 2溶液变浑浊,说明集气瓶中CO 2气体已满,收集二氧化碳气体即可结束。较好的控制了收集气体时间,减少了重复。
★改进方法★: 收集二氧化碳的锥形瓶配一双孔胶塞。进气导管一端与洗气瓶相连,另端插入瓶底。排气导管(内径同前)一端与胶塞底面水平,另一端与带尖嘴的导管相连。收集气体或注水结束,将外连胶管取下,进行称量。 整个实验过程避免了胶塞取动,确保二氧化碳与水体积一致,减少了实验误差和疑虑.也提高了实验成功率。称量次数(一般两次即可达到质理差小于2毫克的要求),提高了实验效率。 参考文献: 北京师范大学无机化学教研室等 编.《无机化学实验》第三版 . 高等教育出版社. 77-79