实验三 摩尔气体常数的测定

实验三摩尔气体常数的测定

一、实验目的

⒈掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用。

⒉学习分析天平和气压计的使用。

⒊学会一种测定气体常数的方法。

二、实验原理

理想气体状态方程式可表示为：

pV = nRT

上式表示一定量的理想气体的压力（p）和体积(V)的乘积与气体的物质的量(n)和绝对温度(T )的乘积之比为一常数，即气体常数(R)。

因此，对一定量的气体，若能在一定的温度和压力条件下，测出其所占体积，则气体常数即可求得。本实验是采用铝与盐酸反应

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑

所生成的氢气近似的认为在实验条件下为理想气体，再用排水集气法收集并测量其体积，从而测定出气体常数。

由于氢气是在水面上收集的，故氢气的分压(pH2)与水的饱和蒸气压(pH2O)有关，根据分压定律：p = p(H2)+ p(H2O) 则p(H2) = p - p(H2O)

式中p为大气压，可由气压计读出。

氢气的物质的量可根据锌的重量和原子量，再由反应式计算出来。

由于p(H2)、V(H2)、n(H2)、T均可由实验测得，这样根据（6–2）式即可求得气体常数。

下降，但下降一小段就不再下降。继续观察几分钟，确认液面不再下降，说明实验装置不漏气，可以接续下面操作。（若液面继续下降，甚至降到水准瓶的高度，说明实验装置漏气，须查明原因并改正后方能接续下面操作）。

⒊铝片及盐酸的装入

取下胶塞，用长颈漏斗向支管试管中加入5 mL 6

mol·L-1HCl，避免HCl粘到试管壁上。将铝片蘸少量水，用玻璃

棒沿试管壁将其送入试管，（注意：铝片不能与盐酸相接触），

使其粘到试管壁上。

⒋氢气体积的测量

将试管与胶塞紧密连接，调节漏斗的高度，使之与量气管的

液面在同一水平面上，并稳定在0刻度附近（必要时再检查一次

实验装置是否漏气）,记录此时的量气管液面刻度读数V1。轻轻

摇动试管(但不要将其取下), 使铝片落入盐酸中，由于铝与盐酸

反应生成氢气产生压力,会使量气管的液面不断下降。（注意：随

着反应进行，要随时将漏斗慢慢向下移动，使量气管内液面和漏

斗中液面基本在同一平面上，以防止量气管中气体压力1. 量气

管 2. 漏斗3. 试管(反应器) 4.铝片

过高，而使气体漏出）。反应停止后，待试管

冷却到室温，调节两个液面在同一水平面上，读取此时量气管液

面刻度读数V2。

图6–3 气体常数测定装置

⒌测量并记录实验温度T和大气压p