气体摩尔数R的测定

1、气体摩尔常数r 的测定实验目的 学习测量气体体积的操作(装置的检漏、量气管液面的观察)； 学习气体分压的概念，利用理想气体状态方程式测定气体摩尔常数r； 学习电子天平的使用、量气管的洗涤； 学习有效数字、误差和数据处理。实验原理及相关知识及相关知识 1. 有效数字 概念 以数字表示有效数量，指在具体工作中实际能测量到的数字。 台天平称得30.5g，有效数字为3位。分析天平称得30.5119g，有效数字为6位。 数字“0”的分析 1.02与1.20中，0的作用；0.0012中，0的作用；实验原理及相关知识及相关知识 3600 有效数字位数较模糊，一般看作4位；而3.60103 3位有效数字。 对

2、数的有效数字位数仅取决于小数部分数字的位数，如ph=10.20，2位有效数字。应用有效数字的规则 有效数字的最后一位数字一般是不定值，记录时只保留1位不定值；实验原理及相关知识及相关知识 加减运算时，和或差的有效数字保留的位数，取决于这些数值中小数点后位数最少的数字；35.6208+2.52+30.519 积或商的有效数字位数，由其中有效数字位数最少的数值的相对误差决定，先确定有效数字的保留位数再计算。0.15453.1 乘除运算中，9以上的大数9.00，9.83相对误差约1，当作4位数字处理。实验原理及相关知识及相关知识 2. 误差及数据处理 误差的分类 系统误差、偶然误差、过失误差。 误差

3、的表示方法 准确度 表示测定的可靠性； 绝对误差 x测-x真； 相对误差 x测-x真/x真100% 。 它的等效式实验原理及相关知识及相关知识 精密度： 表示各次测定结果的相互接近程度； 标准偏差s： 表示数据的离散程度，用来表示精密度的高低；1)(12nxxsnii1122nxnxsnii实验原理及相关知识及相关知识 准确度和精密度是不同的概念，是实验结果好坏的标志。分析工作中，最终的要求是准确，要准确，首先要精密度好。但是，精密度高的不一定准确，可能存在系统误差。控制偶然误差，可使测定的精密度好；同时校正系统误差，才能得到既精密又准确的分析结果。实验原理及相关知识及相关知识 测定数据的取舍

4、 （ grubbs法 ）按三种不情的情况处理： 只有一个可疑值 x1x2x3xn 统计量： sxxt11sxxtnn实验原理及相关知识及相关知识 有2个可疑值 在平均值的同一侧，先检验最内侧的一个。如它舍去，则另一个也舍弃。检验时测定次数少1。 在平均值的两侧，分别检验。如有一个数据决定舍弃，则另一个检验时，测定次数少1，选择99%的置信界限。 当tt临时 则可疑值舍去。t临(表3-10) : n=3，t临=1.15；n=4，t临=1.48 实验原理及相关知识及相关知识 测定数据的取舍 （ grubbs法 ） 测定次数为2，计算平均值和相对相差%10021xxx 测定次数n3，用grubbs法

5、，计算 舍前，s、t，舍弃后计算 舍后。 xx实验原理及相关知识及相关知识 3. 常数测定 讨论讨论测定气体摩尔常数r需用哪些数据，如何得到?thmhvhpr)(016. 2)()(222016. 2)()()(2mgarmgmhmtmgmhvhpr)(305.24)()(22p(h2)p(大)p(h2o)；v(h2)；m(mg)；t。 实验原理及相关知识实验测得的r应有几位有效数字？ 若t=16.0 ，t=289.2； p(大)=101.96103pa， 查得p(h2o)18.177102pa； 考虑：p(h2)100.14103pa；v(h2)；m(mg)；t的有效数字，再得出r应有几位有

6、效数字。实验步骤 1称量洗净烘干一50ml烧杯；用砂纸处理镁条表面； 讨论讨论为什么要用砂纸处理，如何处理镁条? 除去表面的氧化物和脏物；砂纸对折夹住镁条向一个方向拉，用力要均匀，不能折断镁条。若表面不平，镁条用木块垫，针对凹处擦，直至表面呈现金属光泽。用干净纸片拉镁条除遗留物，砂纸等丢入垃圾桶。 实验步骤 带到天平室的物品有哪些? 50ml小烧杯、长镁条、塑料镊子、小称量纸、记录笔、报告本。 电子天平使用前，应做哪些检查?若不合格如何处理？ 检查天平盘、天平箱内是否清洁；若有洒落物，用毛刷扫出； 检查水平；若不水平调节螺旋脚，使气泡在黑圈内； 校正天平。实验步骤 为什么要经常查看水平仪? 电

7、子天平自重较轻，容易被碰撞移位造成不水平，影响称量结果。 用哪种方法称量烧杯与镁条? 直接称量法，开启天平出现0.0000g后，将烧杯或镁条(用塑料镊子)放在称盘中心，关好门，待数字稳定，并出现质量单位g后读数，记录； 实验步骤 控制长镁条的质量在80105mg范围； 三等分镁条。称出第一条镁条的质量，控制在2535mg的范围。用小称量纸包好，写上质量数，并在报告本上记录。依次称出其余镁条质量； 称量结束按off键，将天平打扫干净，罩上布罩，填写登记卡。 实验步骤 注意事项注意事项 使用电子天平时不乱按键：常查看水平仪；关好门后读数；毛刷不碰称盘；保持称盘、天平箱的清洁； 可将镁条的一端稍向上

8、折，使镊子取、放镁条方便； 将原始数据交指导教师审阅。实验结果若不能通过，查出原因后重复称量； 做好天平的整理工作，多余的镁条交给指导教师；保存好镁条。实验步骤 2安装测定装置 量气管洗至内壁不挂水珠；将装置安装在近桌边；赶气泡。 讨论讨论 使用洗液的注意事项 ：重铬酸钾致癌，尽量少用；待洗的器皿尽量干燥；洗液有腐蚀性，使用时须小心；洗液能反复用，用过的洗液倒回瓶中；实验步骤 如何洗涤量气管，量气管内壁为什么要洗至不挂水珠? 用洗液洗。烧杯中盛约20 ml洗液，量气管的一端插入洗液，用洗耳球吸取10 ml洗液，用食指紧按管口慢慢倾斜近水平，转动量气管使内壁均洗到。左手拿烧杯倾斜45 ，右手垂直

9、拿量气管，下端靠在烧杯壁至洗液流出，用自来水冲洗干净。 内壁挂水珠，使v(h2)不准。实验步骤 用橡皮管连接量气管、筒形漏气时，为什么要用水湿润，近距离操作? 水湿润可减少摩擦力；近距离操作可防止折断玻璃伤手。 如何安装测定装置? 安装原则：从下到上，从左到右；各连接部分紧密吻合，无张力；整套装置平整、整齐，正确美观。 实验步骤 安装：用滴定管架做支柱。先装十字夹(有一夹口朝上)，再装自由夹。调节自由夹伸出的距离可调自由夹离支柱的远近。装滴定管夹，并与自由夹互成90。滴定管夹在滴定管架的左边，自由夹在右边。乳胶管不折叠，橡皮管下垂于桌边。为什么要赶尽气泡？如何赶？ 若气泡进入量气管，使v(h2

10、o)不准；上下移动漏斗，使气泡除去。实验步骤 注意事项注意事项 小心使用洗液，洗液回收使用； 水湿润后近距离操作，不要折断玻璃伤手； 安装的装置要正确、美观。实验步骤 3检漏 讨论讨论为什么要检漏? 若装置漏气，v(h2)不准或无法测定。 如何检漏，检漏的原理? 将漏斗上移或下移后固定，若量气管液面只在开始时稍有变化后即维持恒定，表示不漏气；在密闭容器内，气体的质量为定值，t、p一定，v为定值。 实验步骤 注意事项注意事项 若漏气，依次检查：乳胶管与量气管、试管支管的连接处是否紧密；试管的平头塞塞紧否，两者是否匹配；乳胶管是否老化。实验步骤 3测定 用漏斗加酸，贴镁条、装试管。调整漏斗高度使液

11、面略低于零刻度，塞紧磨口塞。再次检漏。 讨论讨论为什么用漏斗加酸? 避免试管壁上有酸，以免测定还未开始金属已与酸反应。实验步骤 如何贴镁条? 将镁条展平，沾上水，斜持试管(支管朝上)，镁条放管口，用玻棒小心、沿壁慢慢送入直至支管下，轻压镁条贴于管壁。为什么要调液面至略低于零分度? 避免反应后找不到液面。为什么还要检漏?因装置已重新安装。 实验步骤 注意事项注意事项试管壁决不能沾上酸：取、放漏斗时保证不碰管壁；装过酸的试管一定用水冲洗干净才能用；镁条紧贴在管壁，不能掉入酸中；实验步骤 反应前读数 讨论讨论读数时为什么量气管与漏斗的液面要保持同一水平? 若不水平，量气管内压力不等于外压，使测定的v

12、不准。 实验步骤 怎样使读数准确 ?量气管垂直；视线在弯月面的最低点，与液面成水平。 注意事项注意事项漏斗、量气管两液面同一水平后才能读数，读至0.01ml，立即记录。 实验步骤 反应 讨论讨论反应时漏斗的液面为什么要低于量气管内液面? 避免量气管内的压力过大。若管内压力过大，h2易泄漏，使v(h2)不准。实验步骤 在反应过程中，量气管压入漏斗的水过多而溢出，对实验结果有无影响? 无影响。 注意事项注意事项记住：调整液面至略低于零刻度、检漏、读数、记录、漏斗放低后才能开始反应。实验步骤 反应后读数，记录v ，p(大)，t。 讨论讨论能否用冷水冷却试管? 不能，因量气管内气体的温度未冷至室温。 实验步骤 未冷至室温对测定结果有何影响? 使测定的v(h2)偏大。 注意事项注意事项自然冷却至室温后读数 。实验安排 先洗好50ml烧杯进烘箱后讲课，