Определение химического эквивалента металла с собиранием водорода в измерительную трубку или бюретку

Объем вытесняемого из кислоты водорода измеряется при помощи измерительной трубки или обычной бюретки на 50 мл. Так как деления бюретки идут не до самого конца, в бюретку выше делений впускают воздух при атмосферном давлении, для чего бюретку погружают в глубо­кий сосуд (цилиндр, банку и т. п.) с водой при открытом зажиме (кране) до последнего целого деления и, убедившись в оди­наковой высоте уровней воды внутри и снаружи, закрывают зажим (кран), приподнимают бюретку, закрывают отверстие ее пальце.м и переносят в чашку (ванну) с водой. Неудобство обычной бюретки заключается еще и в том, что отсчет приходится делать по пере­вернутым цифрам и найденную величину вычитать из 50.

При опыте в бюретку собирается не чистый водород, а и вытес­няемый из прибора воздух, но так как все газы при одинаковых условиях занимают одинаковые объемы, то объем вытесненного воздуха равен объему выделившегося водорода.

В простейшем варианте опыта собирают прибор, состоящий из пробирки и изогнутой трубки, и испытывают на герметичность. В пробирку осторожно, смачивая внутреннюю стенку только с одной стороны (лучше воспользо­ваться длинной оттянутой воронкой), наливают разбавленную соляную кислоту не более чем на 13 объема. Держа пробирку наклонно, вносят в нее точно взвешенный в соответствии с предварительным расчетом кусочек ленты магния (не более 0,04 г) или цинка (не более 0,11 г, иначе бюретки может не хватить для измерения объема водорода). Металл не должен соприкасаться с кислотой; помещать его нужно на не смоченную кислотой часть стенки, а чтобы кусочек случайно не соскользнул в кислоту, на сухую стенку можно лучинкой нанести каплю воды. После этого закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, подводят конец ее под газоизмерительную трубку или бюретку,  и укрепленную в штативе. Покачивая пробирку, стряхивают металл в кислоту и собирают газ. Пробирку следует держать за пробку, стараясь не согревать ее теплотой руки.

Когда выделение газа совершенно прекратится, вынуть трубку из-под бюретки, а бюретку, закрыв отверстие ее под водой паль­цем, перенести опять в глубокий сосуд с водой. Установив уро­вень воды в бюретке и в сосуде на одной высоте, отсчитать объем собранного водорода. Бюретку не согревать теплотой руки, зажим (кран) не открывать.

Записать давление и температуру помещения. Вычи­слить массу собранного водорода. Рассчитать, ка­кое количество цинка (магния) вы­тесняет 1 г (11, 2 л при н. у.) водо­рода, т. е. вычислить химический эквивалент металла.

Для данного опыта пробирка мо­жет быть заменена колбой или бан­кой, в которую вставлена пробирка с кислотой и помещена навеска металла, как на рисунке 115. При наклонении банки кислота выливается, а между металлом и кислотой начинается реакция. Вместо бюретки можно восполь­зоваться измерительным цилиндром. Чтобы цилиндр с водой можно было опрокинуть в ванну, не впустив в него воздуха, носик запол­няют размягченным воском, пластилином, менделеевской замазкой или сургучом. Наполненный водой цилиндр прикрывают бумажкой, вместе с которой опрокидывают его в ванну. Точность измерения в цилиндре, конечно, меньше, чем в бюретке. Прибор, изображен­ный на рисунке 115, удобно использовать в том случае, если нет металла в пластинках, а есть только опилки или мелкие стружки.

Один из самых удобных,приборов для определения эквивален­тов металлов состоит из пробирки, бюретки на 50 мл и большой воронки диаметром около 9 см. Пробирка соединена с бюреткой резиновой трубкой такой длины, чтобы пробирке легко было придать вертикальное положение. Резиновая трубка, соединяющая бюретку с воронкой, должна быть такой длины, чтобы уровень воды в воронке можно было установить против нулевого деления бюретки. Пробки должны хорошо держать (нужно взять резиновые). Весь прибор устанавливают на штативе, пробирку и бюретку укрепляют в зажимах, во­ронку — в зажиме или в кольце.

Преимущества прибора заключают­ся в том, что в нем газ легко при­водится к атмосферному давлению путем установления уровней воды в бюретке и в воронке на одной вы­соте и отсчет объема газа произво­дится при нормальном положении бюретки, а не перевернутом, как в первых двух вариантах.

Последовательность опе­раций   при    проведении опыта: 1) держа пробирку вертикально, налить в нее через воронку около ^з ее объема раствор кислоты. Стенки пробирки должны быть сухие (в случае необходимости вытереть фильтровальной бумагой);

  1. установить пробирку в штативе с небольшим наклоном в сторону дна;
  2. отвесить на аналитических или химико-технических весах с точностью до 0,001 г около 0,1 г цинка или 0,04 г магния. Поме­стить металл в пробирку, как показано на рисунке 116;
  3. не вставляя пробки в пробирку, налить в воронку столько воды, чтобы уровень ее в бюретке был на нулевом делении (поло­жение воронки показано на 116);

5)    закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой ;

  1. наклонить пробирку так, чтобы металл упал в кислоту, следить за поступлением газа в бюретку и по мере понижения уровня воды в ней опускать воронку, чтобы не создавать в бюретке и пробирке избыточного давления;
  2. по окончании реакции установить воронку на такой высоте, чтобы вода в бюретке и в воронке была на одном уровне (газ в при­боре должен находиться при атмосферном давлении). Деление бюретки, против которого установится уровень воды, будет соот­ветствовать объему выделившегося прн реакции водорода при атмосферном давлении и при температуре помещения.

Произвести расчеты, как указано на странице 116, и найти хи.мический эквивалент взятого металла.

Спонсоры сайта:

Copyright © 2011. Designed by "Nemec"