摩爾氣體常數(shù)的測定

1、摩爾氣體常數(shù)的測定摩爾氣體常數(shù)的測定一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?.了解一種測定摩爾氣體常數(shù)的方法。2.熟悉分壓定律與氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。3.練習(xí)分析天平的使用與測量氣體體積的操作。二、實驗原理二、實驗原理氣體狀態(tài)方程式的表達(dá)式為：pV＝nRT＝RT(1)rMm式中：p——?dú)怏w的壓力或分壓（Pa）V——?dú)怏w體積（Ｌ）n——?dú)怏w的物質(zhì)的量（mol）m——?dú)怏w的質(zhì)量（g）Mr——?dú)怏w的摩爾質(zhì)量(gmol1)T——?dú)怏w的溫度（K）；R——摩爾氣體

2、常數(shù)（文獻(xiàn)值：8.31Pam3K1mol1或JK1mol1）可以看出，只要測定一定溫度下給定氣體的體積V、壓力p與氣體的物質(zhì)的量n或質(zhì)量m，即可求得R的數(shù)值。本實驗利用金屬(如Mg、A1或Zn)與稀酸置換出氫氣的反應(yīng)，求取R值。例如：Mg(s)2H(aq)＝Mg2(aq)H2(g)(2)ΔrH298＝466.85(kJmol1)?m[說明]s：表示固態(tài)（分子）；aq：表示水合的離子（或分子）；g：表示氣態(tài)（分子）將已精確稱量的一定量鎂與

3、過量稀酸反應(yīng)，用排水集氣法收集氫氣。氫氣的物質(zhì)的量可根據(jù)式（2）由金屬鎂的質(zhì)量求得：MgMgHHH222MmMmn??由量氣管可測出在實驗溫度與大氣壓力下，反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣體積。由于量氣管內(nèi)所收集的氫氣是被水蒸氣所飽和的，根據(jù)分壓定律，氫氣的分壓，應(yīng)是混合氣體的總壓p（以100Kpa計）與水蒸氣分壓之差：2HpOH2p（3）OHH22ppp??將所測得的各項數(shù)據(jù)代入式（1）可得：TnVppTnVpR???????2222HOHHH)(三

4、、實驗用品三、實驗用品儀器：分析天平，稱量紙（蠟光紙或硫酸紙），量筒(10mL)，漏斗，溫度計(公用)，砂紙，測定摩爾氣體常數(shù)的裝置(量氣管1，水準(zhǔn)瓶2，試管，滴定管夾，鐵架，鐵夾，鐵夾座，鐵圈，橡皮塞，橡皮管，玻璃導(dǎo)氣管)，氣壓計(公用)，燒杯1量氣管的容量不應(yīng)小于50mL，讀數(shù)可估計到0.01mL或0.02mL?？捎脡A式滴定管代替。2本實驗中用短頸（或者長頸）漏斗代替水準(zhǔn)瓶。圖1摩爾氣體常數(shù)測定裝置大氣壓力pPa室溫時水的飽和蒸氣壓

5、PaOH2p氫氣的分壓Pa)(OHH22ppp??氫氣的物質(zhì)的量molMgMgH2Mmn?摩爾氣體常數(shù)R=(JK1mol1)TnVp??22HHR的實驗平均值=(JK1mol1)221RR?相對誤差（RE）=100%文獻(xiàn)值文獻(xiàn)值實驗值RRR?分析產(chǎn)生誤差的原因：六、注意事項六、注意事項1.將鐵圈裝在滴定管夾的下方，以便可以自由移動水準(zhǔn)瓶（漏斗）。2.橡皮塞與試管和量氣管口要先試試合適后再塞緊，不能硬塞，防止管口塞爛；3.從水準(zhǔn)瓶注入自來

6、水，使量氣管內(nèi)液面略低于刻度“0”4.橡皮管內(nèi)氣泡排凈標(biāo)志：皮管內(nèi)透明度均勻，無淺色塊狀部分；5.氣路通暢：試管和量氣管間的橡皮管勿打折，保證通暢后再檢查漏氣或進(jìn)行反應(yīng)；6.裝H2SO4：長頸漏斗將H2SO4注入試管中，不能讓酸液沾在試管壁上！7.貼鎂條：按壓平整后蘸少許水貼在試管壁上部，確保鎂條不與硫酸接觸，然后小心固定試管，塞緊(旋轉(zhuǎn))椽皮塞，謹(jǐn)防鎂條落入稀酸溶液中。8.反應(yīng)：檢查不漏氣后再反應(yīng)（切勿使酸碰到橡皮塞）；9.讀數(shù)：調(diào)兩

7、液面處于同一水平面，冷至室溫后讀數(shù)（小數(shù)點(diǎn)后兩位，單位:mL）七、思考題七、思考題1.本實驗中置換出的氫氣的體積是如何量度的？為什么讀數(shù)時必須使水準(zhǔn)瓶內(nèi)液面與量氣管內(nèi)液面保持在同一水平面？2.量氣管內(nèi)氣體的體積是否等于置換出氫氣的體積？量氣管內(nèi)氣體的壓力是否等于氫氣的壓力？為什么？3.試分析下列情況對實驗結(jié)果有何影響：（1）量氣管(包括量氣管與水準(zhǔn)瓶相連接的橡皮管)內(nèi)氣泡未趕盡；（2）鎂條表面的氧化膜未擦凈；（3）固定鎂條時，不小心使其