测定1mol气体的体积

1、第十章 学习几种定量测定方法,科学用实验看世界！,实验1：电解水得到氢气和氧气 说明水是由氢元素、氧元素组成的； 实验2:喷泉实验用水吸收氯化氢气体 说明氯化氢易溶于水； 实验3：H2O2在MnO2催化下分解速率加快 说明催化剂可加快化学反应速率,化学的定量测定：,定量测定是从“量”的角度认识物质及其变化规律。 定量测定技术的进步推动了现代化学的发展。 定量测定是现代化工生产中控制生产的必要条件。 定量测定中“准确性”极其重要。,化学的定量测定：,定量测定方法： 称量、量出体积、确定温度的变化数等,定量仪器： 电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等,测定1mol气体的体积，我们需要哪些实验数据

2、？,问题1：,答案：气体的体积V和气体的物质的量n。,一、原理与方法 1原理,10.1 测定1mol气体的体积,气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？ 答案：不能。 根据气体的物质的量=质量/摩尔质量， 可以测气体的质量。,问题2：,10.1 测定1mol气体的体积,气体的体积和质量的实验数据较难测定，我们是否能将其转化为其他状态的物质进行测定？ 答案：将气体的量转化为测定固态或液态的量,问题3：,10.1 测定1mol气体的体积,2方法,直接测量,转化,氢气的质量,镁带的质量,间接测量,转化,氢气的体积,转化,直接测量氢气的体积比较难，怎么办？,？,10.1 测定1mol气体的体积,设计测定

3、1摩尔气体体积的实验装置,以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，并测定H2的摩尔体积。,探究活动：,气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？,想一想：,解析： 气体的发生装置 气体收集装置 量体积装置,10.1 测定1mol气体的体积,以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，并测定H2的摩尔体积。,探究活动：,数据转化 ：测定镁带质量和H2的体积,10.1 测定1mol气体的体积,一、测定原理 某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产生氢气的体积，从而计算出该温度下1mol氢气的体积。 二、测定方法 （1）制氢气，用镁的质量计算氢气的质量。 （2）产生的氢气

4、用排液法收集、量出体积。 三、计算公式,10.1 测定1mol气体的体积,方案1,方案展示：,介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2， 利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。,缺点： 量筒不能收集气体，并且收集后测出体积不准确。,10.1 测定1mol气体的体积,方案2,方案展示：,介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，并通入短进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。,注意： 量筒中液体体积减去注入硫酸的体积才是生成的气体体积。,10.1 测定1mol气体的体积,方案3,方案展示：,介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用气球收集。气球的体积

5、就是氢气的体积。,缺点： 气球体积难以准确测定，实验误差大。,10.1 测定1mol气体的体积,方案4,方案展示：,介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用针筒收集。针筒显示的体积减去注入硫酸的体积就是氢气的体积。,优点： 针筒可以直接测出气体的体积。,10.1 测定1mol气体的体积,四、气体摩尔体积测定装置,1、气体发生装置： 气体发生器带支管的锥形瓶 （加料口、橡皮塞）,2、排液装置： 储液瓶带有玻璃瓶塞和伸至 瓶底的导液管；瓶上刻度线标明 容积约200ml的位置,3、量液装置： 液体量瓶量瓶瓶颈上有 110130mL刻度线（可正确 读出进入量瓶的液体体积）,10.1 测定1

6、mol气体的体积,装置使用原理： 用针筒取硫酸，注入到气体发生器中与镁反应，产生的氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。,分析: 这套装置在使用过程中应注意哪些问题？,注意问题： 1、硫酸应过量，保证镁全部反应。 2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。 3、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去 注入硫酸的体积。 4、液体量瓶的读数范围是110130mL，所以 对生成的氢气的量有限制，过多或过少都 测不出。,10.1 测定1mol气体的体积,对镁的量有限制,五、实验步骤 【准备部分】 1、记录实验室的温度和压强 2、装配实验装置，做好气密性检查,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分

7、】 1、连接装置，气密性检查 当A瓶连接好装置然后塞上瓶塞，储液瓶（B瓶）内导管中液面会上升，观察上升液面在1分钟内无明显下降，可以确认装置气密性合格。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 2、称量所需镁带 用砂皮除去镁带表面氧化层， 称二份所需的量，记录数据。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 3、加料（镁带） 从A瓶出气口处除下胶管，托盘中移出A瓶，用小烧杯加入20毫升的水，再加入称量后的镁带，加料口塞上橡胶塞，将A瓶置于A托盘内，出气口接上胶管。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 4、调整装置压强第1次用注射器 用注射器从A瓶加料口处吸出空气，当B

8、瓶中内管液面和外管液面持平时，可以确认装置内外压强基本一致，反应位于起始状态。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 5、加a mL硫酸第2次用注射器 用注射器（去针头）在小烧杯中吸入a（10）mL 3mol/L H2SO4，注射器口向下装上针头，排出多余硫酸，移到A瓶加料口上方，左手握A瓶颈右手将注射器针头迅速拔出注射器。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 6、读数第3次用注射器 （1）反应开始排出液体速度较快，后逐渐变慢，当目测A瓶中镁带几乎都反应完时，可用左手握住A瓶胶塞轻轻上下振荡，使少量气体尽可能逸出。当C瓶内插头口不再滴液时确认反应完成。,镁条反应完后再静置

9、35分钟，使容器内的温度冷却到室温，记录,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 6、读数第3次用注射器 （2）读出b mL体积数，用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶中导管内外液面持平，读出注射器内气体体积数据b mL。 即为B瓶导管内没有排出的液体量。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 6、读数第3次用注射器 （3）读出cmL体积数，从C托盘中取出C瓶，读出液体量cmL。 注意：注射器及液体量瓶（C瓶）刻度最小分度均为0.5mL。及时将a、b、c三个体积读数记录在案，便于下步计算。,10.1 测定1mol气体的体积,【实验部分】 7、恢复装置起始状态 将C瓶中液体倒回B

10、瓶中， 补加少量品红溶液，使液面基本恢复到刻度线。将A瓶中反应液倒入废液缸，用水冲洗A瓶使之冷却，可以开始重复实验。,10.1 测定1mol气体的体积,8再做一次，取两次的平均值,9计算，做好记录,10误差分析,重复测量时，要确保两次量之间的差异符合实验要求（按分析化学要求，两次所测量之间的差异不超过0.5%）。,【实验部分】,10.1 测定1mol气体的体积,六、注意事项 1、镁带要用砂皮打磨干净，两次称量镁带的重量应该尽可能的接近，即时记录数据（精确到0.001g） 2、装配装置时：连接C瓶和B瓶时要严格按照要求左右移动C瓶来操作 3、加料时，第一次加入10mL水是为防止镁带进入时敲到瓶底

11、，第二次是为了防止镁带附在瓶壁上，可用水来冲。,10.1 测定1mol气体的体积,六、注意事项 4、反应开始前：要用橡皮筋固定B瓶的玻璃塞以防气压过大冲出 5、反应开始前一定要调整整个装置的气压和外压一致 6、用针筒取稀硫酸的整个过程中要求针头一直朝下，以防硫酸溅出伤人,10.1 测定1mol气体的体积,六、注意事项 7、用针筒加硫酸时要一气呵成，拔出针头要迅速又要保证橡皮塞不被冲出 8、针筒读数时要看平端所对的刻度 9、复原时用水冲洗气体发生器是为了降温，将其恢复到室温,10.1 测定1mol气体的体积,实验误差的来源及处理办法,1、系统误差,2、偶然误差,3、过失误差,来源于仪器装置和药品

12、自身的误差,仪器的精密度高、试剂品质好，误差就小,来源于测定时的某些偶然因素,如测定时，环境温度的变化,操作失误所引起的误差，或叫测量错误,如液体的读数偏差、装置漏气,系统误差有专门的方法来处理,偶然误差可用多次平行实验求平均值来减小,由测定人的正确操作来消除。,以下情况是否会造成实验误差。为什么？,1、镁带中含有与硫酸不反应的杂质；,2、镁带中含有铝杂质；,V(排)减小，即： Vm偏低；,V(排)增大， Vm偏高；,3、没有进行装置的气密性检查，有漏气,V(排)偏低Vm偏低；,4、镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽,V(排)偏低Vm偏低；,5、液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积,V(排)偏高Vm偏高；,6、硫酸的量不足，镁带没有完全反应,V(排)偏低Vm偏低,VmM(镁),V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器),m(镁),7、没有冷却到室温读数,V(排)偏高Vm偏高。,测定气体摩尔体积的装置,气体发生装置,气体收集装置,量体积装置,气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？,根据制气反应的反应物状态和反应条件选择装置,如果把气体收集与量体积结合起来的装置设计 通过测定被气体从广口瓶中压出来的水的体积 来测得气体的体积，或用量气管，使生成的气 体直接通入原本装满水的管中，水被排向另一 管，从另一管的刻度可读出