Экспериментальная часть. Здесь 1 – колба с водой; 2 – химический стакан; 3 – сифон; 4 – зажим; 5 – стеклянная трубка; 6 – тугоплавкая пробирка.

Определение молекулярной массы кислорода проводится на приборе, изображённом на рисунке:

5

1 4

6 6 3

Здесь 1 – колба с водой; 2 – химический стакан; 3 – сифон; 4 – зажим; 5 – стеклянная трубка; 6 – тугоплавкая пробирка.

Собрать прибор по рисунку. Колбу 1 залить водопроводной водой. В стакан 2 налить 50 мл воды. Заполнить сифон водой. Для этого через трубку 5 вдувать воздух в прибор при открытом зажиме 4 и, когда сифон заполнится водой, закрыть зажим 4.

В сухую пробирку 6 насыпать около 1г перманганата калия. Пробирку с содержимым взвесить на весах с точностью до 0,01 г. Проверить герметичность. Опустить конец сифона в стакан 2.

Открыв зажим 4, начать разложение соли, нагревая пробирку 6 слабым пламенем газовой горелки. Нагревание следует проводить весьма осторожно, периодически приближая и удаляя горелку от пробирки. При этом реакция разложения должна протекать не слишком интенсивно.

Когда в стакан 2 перекачается примерно 100-150 мл воды, прекратить нагревание, дать прибору охладиться до комнатной температуры, после чего снова взвесить пробирку.

Измерить объём вытесненной воды в стакане (из измеренного количества вычесть ранее добавленные 50 мл воды). Объём воды будет равен объёму полученного кислорода при температуре опыта.

Определить вес полученного кислорода по разности веса пробирки до и после опыта.

Ход работы и наблюдения свести в таблицу.

расчётная часть

1 Масса пробирки с содержимым до нагревания (г).

2 Масса пробирки с содержимым после нагревания (г).

3 Масса выделившегося кислорода (разность 1 и 2) (г).

4 Объём воды в стакане после опыта (мл).

5 Объём воды в стакане до опыта (мл).

6 Объём вытесненной воды, равный объёму выделившегося кислорода в условиях опыта (разность 4 и 5) (мл).

7 Объём кислорода, приведённый к нормальным условиям (мл).

8 Температура воздуха в лаборатории (^оС).

9 Атмосферное давление (кПа).

10 Давление водяных паров при температуре опыта (кПа) - таблица 1.

11 Давление кислорода в колбе (разность 9 и 10) (кПа). Объём кислорода, выделившегося во время опыта, определяется по формуле:

V= .

Молекулярную массу определяем по формуле Клапейрона-Менделеева.

PV = nRT; так как n= .

Подставив в искомое уравнение, получим

PV= RT; отсюда M= .

Вычислим процент ошибки по формуле

%= ,

где Дт - теоретические данные газа; Д - опытные данные газа.

Таблица 1 - Давление насыщенного пара воды при различной температуре

Темп-ра °С	PВ, кПа	Темп-ра °С	PВ, кПа
	1,70 1,81 1,93 2,06 2,20 2,34		2,49 2,64 2,81 2,99 3,17 101,325

Вопросы и задачи

1 Методы расчёта молекулярных масс при н.у. и условиях, отличных от нормальных.

2 Вычислить, какой объём (н.у.) займёт 1г H₂, CH₄, NO₂, NO, NH₃, O₃.

3 Вычислить массу 1 м³ газов (н.у.) N₂O, SiF₄, SO₂.

4 Масса 200 мл ацетилена (н.у.) равна 0,232 г. Вычислить молекулярную массу ацетилена.

5 Вычислить массу азота, содержащегося в баллоне ёмкостью 20 л при Р=80атм и 25^оС.

6 Масса 87 мл пара при t=62^оC и 758 мм рт. столба равна 0,24 г. Вычислить молекулярную массу азота.

7 Вычислить массу 1 м³ воздуха при t=17^оC, P=624 мм рт. столба; массу 1 м³ СО₂ при t=27^оC и Р=1 атм.

8 Вычислить объём, который займёт при t=17^оC и Р=1 атм 1 кг воздуха.

9 Масса 20 мл газа (н.у.) равна 0,0268 г. Вычислить молекулярную массу газа.

10 Вычислить, какие газы тяжелее или легче воздуха: NO₂, CO, Cl₂, NH₃, NO, F₂ и во сколько раз.