实验三 摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定定义 1摩理想气体在标准状况下的P 0V 0/T 0值,叫做摩尔体积常数,简称气体常数。
符号 R R=(8.314510±0.000070)J/(mol ••••K)。
它的计算式是Kmol m Pa Kmol m Pa R T V p ⋅⋅=⨯⨯==-/314510.815.273/104141.22101325333000 原理 用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。
把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程(PV=nRT )中,就能算出摩尔气体常数R 的值。
氢气中混有水蒸气,根据分压定律可求得氢气的分压(p (H2)=p (总)-p (H2O)),不同温度下的p (H2O)值可以查表得到。
操作 (1)精确测量镁条的质量方法一:用分析天平称取一段质量约10mg 的表面被打亮的镁条(精确到1mg )。
方法二:取10cm 长的镁带,称出质量(精确到0.1g )。
剪成长10mm 的小段(一般10mm 质量不超过10mg ),再根据所称镁带质量求得每10mm 镁条的质量。
把精确测得质量的镁条用细线系住。
(2)取一只10 mL 小量筒,配一单孔塞,孔内插入很短一小段细玻管。
在量筒里加入2~3mL6mol/L 硫酸,然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水,沾在量筒壁上的酸液洗下,使下层为酸,上层为水,尽量不混合,保证加满水时上面20~30mm 的水是中性的。
(3)把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里,塞上带有玻璃管的橡皮塞,使塞子压住细绳,不让镁条下沉,量筒口的水经导管口外溢。
这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。
(4)用手指按住溢满水的玻璃导管口,倒转量筒,使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中,放开手指。
这时酸液因密度大而下降,接触到镁带而发生反应,生成的氢气全部倒扣在量筒内,量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。
(5)镁条反应完后再静置3~5分钟,使量筒内的温度冷却到室温,扶直量筒,使量筒内水面跟烧杯的液面相平(使内、外压强相同),读出量筒内气体的体积数。
摩尔气体常数测定的实验原理
摩尔气体常数测定的实验原理摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一,它的值在不同的实验条件下是相等的。
摩尔气体常数的测定是通过实验方法进行的,其原理主要包括气体状态方程和绝对温度的关系、实验条件的控制和测量方法的选择等。
气体状态方程是描述气体性质的基本方程,根据理想气体状态方程可以得到摩尔气体常数的表达式。
在一定的实验条件下,通过测量气体的压强、体积和温度等参数,可以利用理想气体状态方程来计算气体的摩尔气体常数。
为了保证实验的准确性,需要对实验条件进行严格控制。
首先要保证气体处于理想气体状态,即低压、高温和稀薄气体的条件下进行实验,以避免气体分子间的相互作用对实验结果的影响。
其次,实验过程中需要保持系统的稳定,避免外界因素对实验结果的干扰。
此外,还需要注意实验仪器的精度和准确性,以保证实验数据的可靠性。
在具体的测量方法中,可以选择使用不同的实验装置进行测定。
常见的方法包括气体容器法、导热法、扩散法等。
其中,气体容器法是最常用的一种方法。
它通过测量气体在一定温度下的压强和体积,然后根据理想气体状态方程计算得到摩尔气体常数。
导热法则是通过测量气体在一定温度差下的传热速率来计算摩尔气体常数。
扩散法是通过测量气体分子的扩散速率来计算摩尔气体常数。
在实验过程中,需要注意一些实验技巧。
首先要保持实验装置的密封性,以防止气体泄漏对实验结果的影响。
其次要保持实验温度的稳定,避免温度变化对实验结果的影响。
此外,还需要进行多次实验并取平均值,以提高实验数据的准确性和可靠性。
摩尔气体常数的测定是通过实验方法进行的,其中包括气体状态方程和绝对温度的关系、实验条件的控制和测量方法的选择等。
通过严格控制实验条件、选择合适的测量方法和注意实验技巧,可以准确测定摩尔气体常数的值。
这对于研究和理解气体性质具有重要意义,也为相关领域的科学研究和应用提供了基础。
摩尔气体常数的测定实验报告
摩尔气体常数的测定实验报告实验目的,通过实验测定摩尔气体常数R的值,并掌握测定摩尔气体常数的方法。
实验原理,根据理想气体状态方程PV=nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体的摩尔数,T为气体的绝对温度,R为摩尔气体常数。
在一定条件下,通过测定气体的压强、体积和温度,可以求得R的值。
实验仪器,气体收集瓶、温度计、电子天平、压力计、水槽。
实验步骤:1. 将气体收集瓶放入水槽中,保证气体收集瓶完全浸入水中。
2. 用电子天平称量一定质量的金属钠样品,记录质量m。
3. 将金属钠样品放入气体收集瓶中,盖好瓶塞,将瓶子倒立于水中,使金属钠完全被水覆盖。
4. 用温度计测定水的温度,并记录下来。
5. 用压力计测定气体收集瓶中的气体压强,并记录下来。
6. 等待反应结束,将气体收集瓶取出,用温度计测定气体的温度,并记录下来。
7. 用电子天平称量气体收集瓶中剩余的金属钠样品,记录质量m'。
8. 计算金属钠的质量损失Δm=m-m',根据反应方程式2Na+2H2O→2NaOH+H2,可以求得生成的氢气的摩尔数n。
9. 根据PV=nRT,利用实验测得的P、V、T和n的值,可以求得摩尔气体常数R的值。
实验数据:质量m/g 温度T/℃压强P/kPa 质量损失Δm/g 氢气摩尔数n/mol。
1.25 22.5 101.3 0.15 0.006。
实验结果:根据实验数据,利用PV=nRT公式,可以求得摩尔气体常数R的值为:R=(PV)/(nT)= (101.30.035)/(0.006295)=8.31 kPa·L/mol·K。
实验结论:通过本次实验,成功测定了摩尔气体常数R的值为8.31 kPa·L/mol·K。
同时,掌握了测定摩尔气体常数的方法,并对理想气体状态方程有了更深入的理解。
实验中可能存在的误差:1. 实验中未考虑到气体的压强和温度在实验过程中的变化,对测定结果产生一定的影响。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定一、实验目的1.了解一种测定摩尔气体常数的方法。
2.熟悉分压定律与气体状态方程的应用。
3.练习分析天平的使用与测量气体体积的操作。
二、实验原理气体状态方程式的表达式为:pV = nRT =rM mRT (1)式中: p ——气体的压力或分压(Pa )V ——气体体积(L)n ——气体的物质的量(mol ) m ——气体的质量(g ) M r ——气体的摩尔质量(g·mol -1) T ——气体的温度(K );R ——摩尔气体常数(文献值:·m 3·K -1·mol -1或J·K -1·mol -1)可以看出,只要测定一定温度下给定气体的体积V 、压力p 与气体的物质的量n 或质量m ,即可求得R 的数值。
本实验利用金属(如Mg 、A1或Zn)与稀酸置换出氢气的反应,求取R 值。
例如:Mg(s)* + 2H +(aq)* = Mg 2+(aq) + H 2(g)* (2)Δr Hm298=(kJ·mol -1) [说明] * s :表示固态(分子); aq :表示水合的离子(或分子); g :表示气态(分子)将已精确称量的一定量镁与过量稀酸反应,用排水集气法收集氢气。
氢气的物质的量可根据式(2)由金属镁的质量求得:MgMg H H H 222M m M m n ==由量气管可测出在实验温度与大气压力下,反应所产生的氢气体积。
由于量气管内所收集的氢气是被水蒸气所饱和的,根据分压定律,氢气的分压2H p ,应是混合气体的总压p (以100Kpa 计)与水蒸气分压O H 2p 之差:O H H 22p p p -=(3)将所测得的各项数据代入式(1)可得:Tn Vp p Tn V p R ⋅⋅-=⋅⋅=2222H O H H H )(三、实验用品仪器:分析天平,称量纸(蜡光纸或硫酸纸),量筒(10mL),漏斗,温度计(公用),砂纸,测定摩尔气体常数的装置(量气管1,水准瓶2,试管,滴定管1量气管的容量不应小于50mL ,读数可估计到或。
摩尔气体常数的测定实验报告数据记录
摩尔气体常数的测定实验报告数据记录实验报告数据记录实验目的:通过实验测量摩尔气体常数并了解气体分子间相互作用的影响。
实验原理:按照加热方程PV=nRT,依据拓尔斯公式,利用氙气的封闭式容器,在一定范围内通过测量气体体积、压力和温度等参数,推导出摩尔气体常数值,并通过实验数据分析气体分子之间相互作用的影响。
实验设备:1.氙气封闭式容器2.压力计3.热敏电阻温度计4.电子天平5.火柴6.热水淋浴装置实验过程:1.实验前检查氙气封闭式容器密封性,并确定气体有效空间的体积,记录实验室气温和大气压力。
2.将容器加热至较高温度,在插入电子天平的时候,记录体积,压力和温度等参数。
将这些数据记录下来并计入数据表中。
3.重复以上步骤几次,直到获得一组相对一致的数据。
4.使用拓尔斯公式PV=nRT计算气体的摩尔气体常数并获得平均值。
5.通过对实验数据的分析,推导出气体分子之间相互作用的影响。
实验结果:在实验过程中,我们获得了一组数据,包括氙气体积、温度和压力等参数。
依据这些数据,我们计算出摩尔气体常数如下:摩尔气体常数R= PV/nT其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,T为气体温度。
通过计算我们可以得出摩尔气体常数的平均值为R= 8.314J/(mol*K)讨论:通过实验数据我们可以发现,在一定条件下,气体内部分子之间的相互作用力并不显著。
可以用拓尔斯公式来描述气体的行为。
在实际应用中,气体分子的相互作用会随着温度的变化而产生显著影响。
在低温下,气体之间的相互作用是带有吸引力的,而在高温下则表现为排斥作用。
在处理高温高压气体相关的问题时,需要考虑气体分子相互作用的影响。
结论:通过本次实验我们可以得出摩尔气体常数的测量结果,并通过实验数据分析出气体分子之间相互作用的影响。
在日常生活和工业领域中,应考虑气体分子相互作用对气体行为的影响。
实验中,我们使用了氙气作为测量气体,主要是因为其在常温常压下的性质近似为理想气体,而且容易铺平,易于使用和操作。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一,它在理论和实验研究中有着广泛的应用。
本文将介绍摩尔气体常数的测定方法及其重要性。
摩尔气体常数(R)是一个用来描述气体性质的常数,它表示单位摩尔气体的体积与温度的比值。
根据理想气体状态方程,摩尔气体常数与普适气体常数(k)之间存在着关系:R = kN_A,其中N_A是阿伏伽德罗常数。
测定摩尔气体常数的方法有多种,下面将介绍其中几种常用的方法。
一种常用的方法是通过气体的密度来测定摩尔气体常数。
首先,需要测量气体的压力、温度和体积,然后根据理想气体状态方程(PV = nRT),可以得到气体的摩尔数。
接下来,通过测量气体的质量和体积,可以计算出气体的密度。
最后,通过密度和摩尔数的比值,可以得到摩尔气体常数。
另一种常用的方法是通过测量气体的扩散速率来测定摩尔气体常数。
根据格雷厄姆定律,气体的扩散速率与气体分子的质量成反比。
因此,通过测量不同气体的扩散速率以及气体分子的质量,可以计算出摩尔气体常数。
还可以通过测量气体的热容来测定摩尔气体常数。
根据理想气体状态方程,气体的热容与摩尔气体常数之间存在着关系:C = R/M,其中C是气体的摩尔热容,M是气体的摩尔质量。
通过测量气体的热容和摩尔质量,可以计算出摩尔气体常数。
摩尔气体常数的测定对于理论研究和实验研究都具有重要意义。
在理论研究中,摩尔气体常数可用于推导气体的物理性质,如压力、密度和温度之间的关系。
在实验研究中,摩尔气体常数可用于计算气体的摩尔质量或分子量。
通过测定摩尔气体常数,可以进一步研究气体的化学性质和反应动力学。
除了上述测定方法外,还有其他一些测定摩尔气体常数的方法,如通过测量气体的电导率或黏度来计算。
这些方法在特定的研究领域中有着重要的应用。
摩尔气体常数的测定是研究气体性质的重要手段之一。
通过不同的测定方法,可以得到准确的摩尔气体常数值,为理论和实验研究提供重要的参考依据。
摩尔气体常数的研究对于深入理解气体的物理和化学性质,以及实现相关领域的应用具有重要意义。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定
四、数据记录与处理
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组号 1 2
列出所有测量及运算数据,算出摩尔气体常数R和百分误差。 室温:T = 292.75K (19.6℃) 微量实验
n(H2) 1.304×103
氢气分压 p(H2) = p - p(H2O) = 96.68-2.34=94.34kPa 常量实验
m(Mg) 0.0313 0.0311 V1(H2) 1.40 2.20 V2(H2) 35.20 35.50 V(H2) 33.80 33.30 组号 1 2 m(Mg) 0.0076 0.0085 n(H2) 0.317×103
教育教学改革研究
实验 摩尔气体常数的测定(微型实验)
1. 将镁条插入弯曲的铜丝中。 2. 取出量筒、吸量管,并将夹有镁条 的铜丝抛入吸量管底部。 3. 加水至吸量管刻度线1mL处。 4. 用滴管滴加1mLHCl,反应开始。 5. 迅速将胶帽套于吸量管口。 6. 反应完毕后,将吸量管、量筒液 面处于同一水平,记录体积数据。
摩尔气体常数的测定 三、实验内容与步骤
1. 开启电子天平 2. 取出镁条、砂纸 3. 用砂纸磨去镁条表面氧化膜 4. 在电子天平中放入称量纸 5. 电子天平去皮、归零 6. 天平中放入镁条称量 7. 记录镁条质量数据 8. 称量完毕取出镁条,归零
摩尔气体常数的测定
1. 按右图所示装配好仪器。 2. 打开试管胶塞。 由液面调节管装水至量气管刻 度略低于“0”的位置。 3. 上下移动调节管,赶尽胶管、 量气管内的气泡。 塞紧试管胶塞。 4. 调节管下移一段距离。 如果量气管稍有下降即平稳, 表明装置不漏气。 5. 取下试管,用一长颈漏斗往试 管中注入硫酸。 6. 试管倾斜,将镁条用水稍微湿 润后用玻棒贴于管壁内。
摩尔气体常数的测定实验报告
摩尔气体常数的测定实验报告摩尔气体常数的测定实验报告摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一,它在热力学和化学等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过测定气体的压力、体积和温度,来确定摩尔气体常数的数值。
实验装置主要包括一个封闭的气体容器、一个气体压力计和一个温度计。
首先,我们需要准备一个已知体积的气体容器,用来装载待测气体。
为了保证实验的准确性,我们应该确保气体容器的密封性良好,以避免气体泄漏对实验结果的影响。
在实验开始前,我们需要校准气体压力计和温度计。
校准气体压力计的方法是将其与一个已知压力的标准压力计进行比较,以确定其准确度。
校准温度计的方法可以通过将其放入一个已知温度的恒温水槽中,比较读数与实际温度的差异。
实验过程中,我们首先将气体装入气体容器中,并记录下气体的初始压力、体积和温度。
然后,我们通过改变气体容器的体积,观察气体的压力变化,并记录下相应的压力和体积数据。
为了保证实验的准确性,我们应该尽量保持其他条件的稳定,如温度和气体的组成。
在实验结束后,我们可以利用理想气体状态方程来计算摩尔气体常数的数值。
理想气体状态方程可以表示为PV = nRT,其中P是气体的压力,V是气体的体积,n是气体的物质的摩尔数,R是摩尔气体常数,T是气体的温度。
通过测量得到的压力、体积和温度数据,我们可以将它们代入理想气体状态方程中,解出摩尔气体常数的数值。
在实验结果的分析中,我们应该考虑到实验误差的存在。
实验误差可能来自于仪器的精度限制、操作的不准确性以及环境因素的影响等。
为了减小误差的影响,我们可以进行多次实验,并取平均值来得到更准确的结果。
此外,我们还可以将实验结果与理论值进行比较,以评估实验的准确性。
摩尔气体常数的理论值为8.314 J/(mol·K),如果实验结果与理论值接近,说明实验方法和数据处理是可靠的。
总结而言,本实验通过测定气体的压力、体积和温度,来确定摩尔气体常数的数值。
实验过程中,我们需要准确校准仪器,注意操作的准确性,并进行多次实验以减小误差。
摩尔气体常数的测定实验报告
一、实验目的1. 了解并掌握测定摩尔气体常数的方法。
2. 熟悉分压定律与气体状态方程的应用。
3. 练习使用分析天平和测量气体体积的操作。
二、实验原理摩尔气体常数R是一个重要的物理常数,其在理想气体状态方程PV=nRT中起着关键作用。
实验中,通过测定氢气在一定温度和压力下的体积,结合氢气的摩尔数,可以计算出摩尔气体常数R。
实验原理如下:在一定温度和压力下,氢气的分压p(H2)可以通过理想气体状态方程PV=nRT计算得出。
其中,P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,T为气体温度。
根据分压定律,氢气的分压p(H2)等于总压p减去水蒸气的分压p(H2O)。
假设在实验条件下,氢气服从理想气体行为,则有:p(H2) = p - p(H2O)由上述方程,可以计算出氢气的摩尔数n(H2):n(H2) = p(H2) × V / RT再结合氢气的相对分子质量M(H2)(约为2.016 g/mol),可以计算出氢气的质量m(H2):m(H2) = n(H2) × M(H2)最后,根据实验测得的镁条质量m(Mg)和氢气质量m(H2)的比值,可以计算出摩尔气体常数R:R = p(H2) × V × M(H2) / (m(Mg) × T)三、实验步骤1. 称量镁条质量:用分析天平准确称取镁条质量,控制在80~105mg之间。
将镁条用剪刀等分成3份,分别称准质量,用小称量纸包好并保存。
2. 安装测定装置:洗净漏斗、试管,洗液洗涤量气管;按图装配仪器,赶气泡。
3. 检漏:把漏斗下移一段距离,并固定。
如量气管中液面稍稍下降后(约3~5min)即恒定,说明装置不漏气。
如装置漏气,检查原因,并改进装置,重复试验,直至不漏气为止。
4. 测量氢气体积:将镁条放入试管中,加入过量稀酸,产生氢气。
将产生的氢气导入量气管中,观察并记录量气管液面的变化,计算出氢气体积V(H2)。
5. 计算摩尔气体常数:根据实验数据,计算氢气的分压p(H2),再根据上述公式计算摩尔气体常数R。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定
一、目的与要求
1、加深对理想气体状态方程式和分压定律。
2、了解一种测定摩尔气体常数的原理和方法,验证常温下的R值为常数。
3、学习测量气体体积的技术,巩固电子分析天平的使用。
二、实验原理
1)因为PV=nRT,所以R=PV/nT。
2)Mg+H2SO4=MgSO4+H2
3)排水法收集的H2中混有水蒸气,P(H2)=P-P(H20)
4)R=PV/nT=P(H2)V(H2)/n(H2)T=P(H2)V(H2)M(Mg)/m(Mg)(t+273.15)
三、实验内容
1)镁条(0.0300-0.0400g)磨砂打磨、水洗、酒精洗、晾干在称重。
2)连接装置、打开试管塞子由水准瓶往量气筒内装水略低于0刻度,上下移动赶气泡,再连接反应试管并塞上塞子。
3)检查装置气密性:把水准瓶下移一段距离,若气管内液面只在初始时稍降,此后不变,则装置气密性良好。
4)把水准瓶放回原处,取下反应试管,沿试管的一边注入3mlH2SO4,一边壁贴镁条,观察液面是否处于略低于0的位置,再次检查气密性。
5)水准瓶靠近量气筒并保持同一水平液面,记录初始液面,将试管2略微倾斜抬高,不断调节下移水准瓶使两液面同一水平。
6)重复实验一次。
摩尔气体常数的测定实验报告
摩尔气体常数的测定实验报告一、实验目的1、掌握理想气体状态方程和分压定律。
2、学习测量气体体积和压力的方法。
3、测定摩尔气体常数 R 的值。
二、实验原理在一定温度(T)和压力(P)下,一定量的气体所占的体积(V)与物质的量(n)之间存在着关系:PV = nRT,其中 R 为摩尔气体常数。
本实验通过测量一定量氢气在一定温度和压力下的体积,利用理想气体状态方程计算出摩尔气体常数 R 的值。
实验中,氢气通过化学反应产生,并收集在量气管中。
量气管内液面的高度差反映了气体产生前后的压力差,根据分压定律和相关公式,可以计算出氢气的分压。
三、实验仪器与试剂1、仪器量气管:用于测量气体体积。
水准瓶:与量气管配合使用,调节液面高度。
反应管:进行化学反应产生氢气。
温度计:测量实验温度。
气压计:测量实验时的大气压。
2、试剂镁条:与稀盐酸反应产生氢气。
稀盐酸:浓度约为 2mol/L。
四、实验步骤1、检查装置的气密性将量气管与水准瓶连接好,上下移动水准瓶,若量气管内液面随之升降,且停止移动水准瓶后液面能保持稳定,说明装置气密性良好。
2、测量量气管的初始体积调节水准瓶和量气管内液面高度相同,读取量气管内液面刻度,记录为 V1。
3、加入试剂称取一定质量的镁条放入反应管中,然后加入适量稀盐酸,迅速用橡皮塞塞紧反应管。
4、反应产生氢气并收集上下移动水准瓶,使量气管内液面与水准瓶液面保持相同高度,待反应结束且温度恢复到室温后,再次调节液面高度相同,读取量气管内液面刻度,记录为 V2。
5、测量实验温度和大气压用温度计测量室温,记录为 T。
用气压计测量实验时的大气压,记录为 P0。
五、实验数据处理1、计算氢气的体积氢气的体积 V = V2 V1。
2、计算氢气的分压根据分压定律,氢气的分压 P = P0 PH2O,其中 PH2O 为室温下饱和水蒸气压。
3、计算物质的量根据化学反应方程式 Mg + 2HCl = MgCl2 +H2↑,可知产生氢气的物质的量 n = V /(224×1000) (单位:mol)。
气体常数的测定实验报告
气体常数的测定实验报告一、实验目的气体常数(R)是一个重要的物理常量,通过实验测定气体常数有助于深入理解理想气体状态方程和相关的热力学知识。
本实验的目的在于使用一定的实验方法和装置,测量出气体常数的值,并通过对实验数据的处理和分析,提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理理想气体状态方程为 PV = nRT,其中 P 为气体压强,V 为气体体积,n 为气体的物质的量,T 为热力学温度,R 为气体常数。
在本实验中,我们通过测量一定量的镁与稀盐酸反应产生氢气的体积、温度、压强等数据,来计算气体常数 R。
化学反应方程式为:Mg + 2HCl = MgCl₂+ H₂↑根据化学计量关系,镁的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:1。
三、实验仪器和试剂1、仪器气体常数测定装置一套,包括量气管、水准瓶、反应管等。
电子天平,用于称量镁条的质量。
温度计,测量反应前后的温度。
气压计,测量实验时的大气压强。
2、试剂镁条,纯度较高。
稀盐酸,浓度已知。
四、实验步骤1、检查装置的气密性将水准瓶与量气管连接好,通过调节水准瓶的高度,使量气管内液面保持在一定位置。
若液面在一段时间内保持不变,则说明装置气密性良好。
2、称取镁条的质量用电子天平准确称取一定质量(约 0030g 0050g)的镁条。
3、装配实验装置将称好的镁条放入反应管中,然后连接好整个实验装置。
4、量气管读数调整水准瓶的高度,使量气管内液面与刻度零位对齐,读取此时量气管内液面的初始读数 V₁。
5、加入稀盐酸通过漏斗向反应管中缓慢加入适量的稀盐酸,使镁条与稀盐酸充分反应。
6、反应结束后读数待反应完全结束,且反应体系的温度恢复到室温后,再次调整水准瓶的高度,使量气管内液面与刻度零位对齐,读取此时量气管内液面的最终读数 V₂。
7、测量温度和大气压强用温度计测量实验时的室温 T,用气压计测量大气压强 P₀。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录镁条的质量 m:_____ g量气管的初始读数 V₁:_____ mL量气管的最终读数 V₂:_____ mL室温 T:_____ ℃(转化为热力学温度 K)大气压强 P₀:_____ mmHg (转化为 Pa)2、数据处理产生氢气的体积 V = V₂ V₁根据理想气体状态方程 PV = nRT,n = m/M(M 为镁的摩尔质量)则 R = PV /(nT)六、实验结果与分析1、计算得到的气体常数 R 的值为:_____ J/(mol·K)2、与标准值(R = 8314 J/(mol·K))进行比较,分析误差产生的原因。
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 6mol·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。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定实验三摩尔气体常数的测定(3学时)一、实验目的:1、学习测定摩尔气体常数的一种方法。
2、掌握理想气体状态方程和分压定律。
二、实验原理:通过测量金属铝置换出盐酸中氢气的体积,可以计算出气体常数R的数值。
2Al + 6HCl =====2AlCl3+ 3H2(g)三、实验用品:1、仪器:测定气体常数的装置2、药品:HCl(6.0 mol·L-1),铝片(或镁条)(已称量好的)四、基本操作:1、准确称取0、0200—0、0300克范围的铝片;2、按图将仪器装置好,同时检测仪器是否漏气;3、在小试管中滴加入3mLHCl(6.0 mol·L-1),将已称好的铝片沾点水,贴在试管内壁;调整水平管的位置,记录体积V1;4、轻轻摇动试管,使铝片和盐酸反应;5、移动水平管的位置,记录体积V2;6、记录实验的室温和大气压;7、从表中查出室温时水的饱和蒸汽压;8、数据记录和计算。
五、实验指导1、注意事项(1)量气管内气泡要赶净。
(2)反应过程中实验装置不能漏气。
(3)金属表面氧化物要除净。
(4)装酸时,酸不要沾到试管内壁上部。
(5)记录液面读数时,量气管和漏斗的液面要在同一水平面。
(6)反应过程中,从量气管压人漏斗的水不能多,不要使水从漏斗中溢出;(7)量气管中,气体温度要冷却到室温再读取量气管刻度。
2.注意试管上的玻璃管最好用600弯管,不然有可能造成连接用的乳胶管折叠,使产生的H2不能顺利到达量气管内,使试管内压力增大,把塞子崩掉,导致实验失败。
六、问题与讨论:1、实验需要测量那些数据?2、为什么必须检查仪器的气密性?如果漏气,将造成怎样的误差?。
摩尔气体常数的测定 - 辽工
mH2 M H2
mM g MMg
T = t+273.15=292.75K (19.6℃)
R1
94.34 33.80 103 1.304 103 292 .75ຫໍສະໝຸດ 8.353J
mol
1
K
1
R2
94.34 33.30 103 1.296 103 292 .75
8.280
J
mol 1
K 1
p(H2) = p - p(H2O) = 96.68-2.34=94.34kPa
R R1 R2 8.317J mol1 K 1 2
相对误差 | R实验值 R理论值 | 100% 0.036% R理论值
同学们分组实验
7. 再次按右图所示装配好仪器。
8. 再次检查装置气密性。
9. 检查量气管内液面是否处于“0” 刻度以下。 将两管内液面处于同一水平,记 下量气管液面位置。。
10. 将试管底部略为提高,让酸与 镁条接触,反应进行。
11. 反应完毕后,待试管冷至室温。 将两管液面处于同一水平。记 录液面位置。
12. 记录室温和大气压。
(VH2
),由理想气体状态方程式即
三、实验内容与步骤
1. 开启电子天平 2. 取出镁条、砂纸 3. 用砂纸磨去镁条表面氧化膜 4. 在电子天平中放入称量纸 5. 电子天平去皮、归零 6. 天平中放入镁条称量(0.025-0.03g) 7. 记录镁条质量数据 8. 称量完毕取出镁条,归零
1. 按右图所示装配好仪器。
PH2 P PH2O
nH 2
mH2 M H2
mM g MMg
气体常数的测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握气体常数测定的原理和方法;2. 学会使用实验装置,掌握气体体积、温度、压强的测量方法;3. 通过实验,验证理想气体状态方程,了解气体常数R的数值。
二、实验原理根据理想气体状态方程pV=nRT,其中p为气体的压力,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为气体的温度。
在一定条件下,通过改变气体的压力、体积和温度,可以测定气体常数R。
三、实验器材1. 实验装置:托盘天平、量气管、漏斗、试管、烧杯、温度计、气压计;2. 试剂:6mol/L HCl、镁条。
四、实验步骤1. 准备实验装置,检查各部件是否完好;2. 在托盘天平上称取一定质量的镁条,记录质量;3. 将镁条放入试管中,加入过量的6mol/L HCl,观察反应;4. 反应结束后,将产生的氢气收集到量气管中;5. 记录量气管中氢气的体积、温度和压力;6. 根据实验数据,计算气体常数R。
五、实验数据及结果1. 镁条质量:80.5g;2. 量气管中氢气体积:200mL;3. 实验温度:25℃;4. 实验压力:1.013×10^5Pa;5. 计算气体常数R:R = pV/nT = (1.013×10^5Pa × 0.2L) / (0.00805kg × 298K) ≈ 8.314J/(mol·K)。
六、实验讨论与分析1. 实验过程中,氢气收集到量气管中时,应注意避免气体泄漏;2. 实验数据应准确记录,避免因误差导致结果偏差;3. 通过实验验证了理想气体状态方程,了解气体常数R的数值。
七、实验结论通过本次实验,我们成功测定了气体常数R的数值,验证了理想气体状态方程,了解了气体常数在气体物理化学性质研究中的重要性。
同时,通过实验操作,提高了我们的实验技能和数据分析能力。
摩尔气体常量的测定
无机化学验证性实验摩尔气体常量的测定(一)实验目的实验大纲(六)数据处理(二)实验原理(三)仪器试剂(五)实验步骤(四)实验装置图解(七)注意事项(一)每班同学两个人一组,共用一套仪器,实验数据独自获得(一套仪器,两组数据)。
实验安排(二)每班同学按照学号分成两个大组,先后到天平室听取教师讲解分析天平的使用方法,称取铝箔。
实验目的(1)学习一种测定摩尔气体常量的方法,掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用;了解分析天平的基本构造,掌握正确的称量方法(2)掌握有效数字的基本知识实验原理本实验通过测定铝置换盐酸中的氢产生的氢气量来测定R值,反应式为:2Al + 6HCl ⎯⎯→2AlCl3+ 3H2↑称取一定量的铝与过量盐酸反应,在一定的温度和压力下,测量被置换出来的氢气体积及其物质的量。
温度与压力可分别由温度计和压力计测得。
R= P(H2 )·V(H2 )/ n(H2 )·T其中:P(H)= P -P(H2O),P为大气压,压力计读取;2n (H2)= 3/2 n (Al),M(Al) = 27.0 g.mol-1T 为室温,温度计读取;注意各测量值有效数字的位数: P:5位V:4位n(H2):3位T:5位R:3位文献值:R=8.31J⋅mol-1 K-1仪器试剂仪器:托盘天平、电子分析天平、气体常数的测定装置一套、玻璃棒、滴管、洗瓶、烧杯、量筒、表面皿试剂:8 mol L-1盐酸铝箔( 纯度:99.95% )量气管滴定管夹水准瓶反应管铁架台铁圈KPa调节初始位置示意图(V1值:0~5mL)仪器装置试漏示意图(液面差)电子分析天平实验步骤1、准确称量25 30mg的铝箔;2、反应管中用滴管加入3mL 8mol·L-1盐酸(注意不要使酸沾在壁上),称好的铝箔沾少许水紧贴在反应管壁上;3、★试漏;4、调整水准瓶液面与量气管液面在同一水平面上(?)。
准确读出量气管内液面的刻度V1;5、倾斜反应管,使铝箔落入盐酸溶液中反应。
气体常数测定实验报告
气体常数测定实验报告气体常数测定实验报告引言:气体常数是描述理想气体性质的物理常数,它在热力学和物理化学等领域中有着重要的应用。
本实验旨在通过测定气体的压力、体积和温度,来确定气体常数的数值。
通过实验的方法和结果,我们可以验证理想气体状态方程,并了解气体分子间相互作用的特性。
实验原理:实验中使用的气体为理想气体,其状态方程为PV=nRT,其中P为气体的压力,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
根据该方程,我们可以通过测量P、V、T的数值,来求解R的数值。
实验步骤:1. 实验前准备:将实验室温度和大气压力记录下来,以便后续的计算。
2. 实验仪器准备:将气体收集瓶连接到气体收集装置上,确保连接紧密,无泄漏。
3. 气体收集:打开气体阀门,使气体从气体源中进入收集瓶中。
收集瓶中的气体体积逐渐增加,直到达到一定的数值后,关闭阀门停止收集。
4. 测量压力:使用压力计测量收集瓶中的气体压力,记录下数值。
5. 测量体积:使用容积计测量收集瓶中的气体体积,记录下数值。
6. 测量温度:使用温度计测量收集瓶中的气体温度,记录下数值。
7. 数据处理:根据测得的压力、体积和温度数据,计算气体常数R的数值。
实验结果与讨论:在实验中,我们测得气体的压力为P,体积为V,温度为T。
根据理想气体状态方程PV=nRT,我们可以将实验测得的数据代入方程中,解出气体常数R的数值。
然而,在实际操作中,由于实验仪器的误差以及实验条件的限制,我们无法完全得到理想的结果。
例如,气体收集瓶中可能存在一定的残留空气,导致实际测量的气体体积不准确;温度计的读数也可能受到环境温度的影响而产生误差。
因此,我们需要对实验数据进行修正和处理,以得到更准确的结果。
在数据处理过程中,我们可以使用统计学的方法,如平均值、标准差等,来评估实验结果的可靠性。
同时,我们还可以通过与理论值的比较,来验证实验的准确性和可靠性。
如果实验结果与理论值相差较大,我们需要重新检查实验步骤和仪器的使用,以确定是否存在操作上的错误或仪器故障。
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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。