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水准管和量气管的使用(气体摩尔体积的测定)

时间:2024-09-23 09:00:34点击:100

气体摩尔体积的测定

1、实验原理:

Vm = V / n

在一定温度下,用一定量的镁条和足量稀硫酸反应,测定产生气体的体积,从而就能根据上述公式求出该温度下气体的摩尔体积。

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

2、实验仪器:


上图是两种对化学反应中产生的气体进行体积测定的装置,左图装置由Y形管和量气管和水准管组成。Y形管与量气管直接相连,量气管与水准管通过橡皮管相连,水准管用来调节液面的高度。

3、实验步骤:

(1)如上图装配好实验装置,做好气密性检查

从水准管注入水,待水准管和量气管液面相平后,停止注水,连接装置,将水准管放低(或提起),若两侧高度差没有变化,说明气密性良好。

(2)取下Y形管,将25ml量气管与水准管固定在滴定管架上(水准管较高),向水准管中注水至量气管中的液面在0~1.00ml之间。

(3)量取5ml 1mol/L硫酸,倒入Y形管一个支管中。

(4)用砂纸打磨掉镁带表面的氧化物,用电子天平称取0.0150-0.0250g镁带(精确至0.0001g),把准确数值记录于表格中。

(5)将Y形管与装置连接,调节水准管使两边液面相平,液面在0~1.00ml之间,记录初读数V1。

(6)倾斜Y形管,使硫酸全部流入镁带的支管中进行反应,反应结束后,冷却至室温,调节水准管使得两边液面相平,读取量气管内液面,记录终读数V2。

(7)将计算后的氢气体积填入表格。

(8)重复上述操作进行多次试验。

5、误差分析:

测量过程都会产生一定的偏差,偏差始终存在于科学实验和测量的结果中,偏差是测量值与真值之差,通常真值只是一个理想的概念,一般无法得到,通常用一个参考值代替。

(1)绝对偏差和相对偏差:

a、绝对偏差:测定值和真值之间的偏差叫绝对偏差。

绝对偏差 = 测定值一真值

b、相对偏差:绝对偏差在参考值(算术平均值)中所占的百分率。

【注意】

a、两者的绝对偏差的绝对值相等,不能说两者的准确度相同,因为它们的真值不同,表示定量测定准确度应该用相对偏差的概念

b、绝对偏差和相对偏差都有正值和负值,正值表示测定结果偏大,负值表示测定结果偏小。

(2)系统偏差和偶然偏差:

由于测定方法所限,仪器和试剂所产生的偏差叫系统偏差。例如气体摩尔体积测定仪中气体没有干燥。系统偏差的特征是有确定的方向性,例如一个班级的平行实验组偏差都偏高或偏低,这是系统偏差的结果。

由偶然因素引起的偏差,叫偶然偏差。如测定者视觉的不稳定性,外界温度、气压的变化等。在相同条件下,进行多次测量,偶然偏差出现的正和负保持不变,增加测定次数求平均值的目的是减小偶然偏差

(3)如何减小偏差

a、对照试验:用已知特征量的标准试样,按同样的方法进行测定,以检查仪器是否正常,操作是否正确,以减小系统偏差。

b、空白试验:在不加试样的情况下,按同样的方法测量得到的结果叫空白值,将试样的测定值扣除空白值,这也是减小系统偏差的方法。

c、平行试验:在相同条件,做多次测定取平均值,可减小偶然偏差。

评价:气体摩尔体积的测定属于老版本定量实验中不太重要的一个,目前来看地位有所提高,重点在于读数时候(冷却至室温——调节两管高度相平——读数),以及两管液面高低不一致的时候,会导致所测出气体体积偏大还是偏小。

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