二氧化碳相对分子质量的测定（3学时）

二氧化碳相对分子质量的测定（3333学时）一、目的要求1．进一步学习和理解气体相对密度法测定相对分子质量的原理和方法。2．加深对理想气体状态方程式和阿佛加德罗定律的理解。3．巩固使用启普发生器和熟悉洗涤、干燥气体的装置。4．进一步巩固分析天平的称量操作。二、实验原理根据阿伏伽德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体含有相同数目的分子。因此，在同温同压下，同体积的两种气体的质量之比等于它们的相对分子质量之比，即M1/M2=W1/W2=d其中：M1和W1代表第一种气体的相对分子质量和质量；M2和W2代表第二种气体的相对分子质量和质量；d（=W1/W2）叫做第一种气体对第二种的相对密度。本实验是把同体积的二氧化碳气体与空气(其平均相对分子质量为29.0)相比。这样二氧化碳的相对分子质量可按下式计算：Mco2=Wco2×M空气/W空气=d空气×29.0式中一定体积（V）的二氧化碳气体质量Wco2可直接从天平上称出。根据实验时的大气压（p）和温度（t），利用理想气体状态方程式，可计算出同体积的空气的质量：W空气＝pV×29.0/RT这样就求得了二氧化碳气体对空气的相对密度，从而测定二氧化碳气体的相对分子质量。三、仪器及试剂1．仪器启普发生器，洗气瓶，250mL锥形瓶，台秤，天平，温度计，气压计，橡皮管，橡皮塞等。2．固体药品无水CaCl2，大理石等。2．试剂HCl(工业用，6mol/L),H2SO4(工业用)，饱和NaHCO3溶液。四、参考步骤1．制取二氧化碳气体2．测定二氧化碳气体的相对分子量（1）取一个洁净而干燥的锥形瓶，选一个合适的橡皮塞塞入瓶口，在塞子上作一个记号，以固定塞子塞入瓶口的位置。在天平上称出（空气+瓶+塞子）的质量。（2）从启普发生器产生的二氧化碳气体，通过饱和NaHCO3溶液、浓硫酸、无水氯化钙，经过净化和干燥后，导入锥形瓶内。因为二氧化碳气体的相对密度大于空气，所以必须把导气管插入瓶底，才能把瓶内的空气赶尽。2～3分钟后，用燃着的火柴在瓶口检查CO2已充满后，再慢慢取出导气管用塞子塞住瓶口（应注意塞子是否在原来塞入瓶口的位置上）。在天平上称出（二氧化碳气体+瓶+塞子）的质量，重复通入二氧化碳气体和称量的操作，直到前后两次（二氧化碳气体+瓶+塞子）的质量相符为止（两次质量相差不超过1～2mg）。这样做是为了保证瓶内的空气已完全被排出并充满了二氧化碳气体。（3）最后在瓶内装满水，塞好塞子(注意塞子的位置)，在台秤上称重，精确至0.1g。记下室温和大气压。五、思考题1．在制备二氧化碳的装置中，能否把瓶2和瓶3倒过来装置？为什么?2．为什么(二氧化碳气体+瓶+塞子)的质量要在天平上称量，而(水+瓶+塞子)的质量则可以在台秤上称量？两者的要求有何不同？3．为什么在计算锥形瓶的容积时不考虑空气的质量，而在计算二氧化碳的质量时却要考虑空气的质量?六、注释1．实验室安全问题。不得进行违规操作，有问题向老师报告以便及时处理。2．分析天平的正确使用。注意保护天平，防止发生错误的操作。3．气体的净化与干燥操作。4．启普发生器的正确使用。七、参考文献北京师范大学无机化学教研室等编，无机化学实验,2001年，高等教育出版社（郝桂霞）