置换法测定摩尔气体体积

实验一 摩尔气体常数的测定

一、实验目的

1. 掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用。

2. 掌握测定摩尔气体常数的一种方法。

二、实验原理

用锌与过量的稀盐酸反应生成H 2，在一定温度和压力下，测出生成H 2的体积VH 2，代入nRT PV =，求R 。反应

Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl 2(aq)+H 2(g)↑

在一定的温度和压力下，测出放出气体的体积（V ）

由于收集中的H 2中含有水蒸气，则需查此实验温度下水的饱和蒸气压O H P 2。根据分压定律 O H H P P P 22+=总，则O H H P P P 22-=总

nT V P P R H O H 22)(-=

总

三、仪器、药品和材料

电子天平，气压计，量气管（或50 mL 碱式滴定管)，水平管，带支管的反应管，夹子，砂纸；纯锌片，HCl(6 mol·L-1)。

四、实验步骤

1. 用电子天平准确称出锌片的质量，每份重约0.07~0.09 g 左右为宜。

2. 将反应装置连接好，先不接反应管，从水平管加水使水的体积在总体积的1/3~2/3，使量气管、胶管充满水，量气管水位略低于“0”刻度，最好不要高于10 mL 。

3. 在小试管中用滴管加入3 mL 6 mol·L -1的HCl 溶液，注意不要使盐酸沾湿小试管液面以上内壁，将锌片挂在塑料钩上（不和HCl 反应），将试管固定，塞紧橡皮塞。

4. 检查系统的气密性：将水平管向上或向下移动一段距离后停下，若开始时水平管水面有变化而后维持不变，说明系统不漏气。如果漏斗内的水面一直在变化，说明与外界相通，系统漏气，应检查接口是否严密，直至不漏气为止。

5. 移动量气管使水平管中液面和量气管液面在同一水平面位置，然后准确读出量气管内水的弯月面最低点的读数V 1。松开铁夹，使锌片落入酸中。右手拿着水平管随同量气管水面下降，保持量气管中水面与漏斗中水面在同一水平面位置，量气管受的压力和外界大气压相同。反应结束后，保持水平管液面和量气管液面处在同一水平面上。过一段时间记下量气管液面高度，过l~2 min 再读一次，如果两次读数相同，表明管内温度与室温相同，记下反应后

量气管内水面的精确读数V 2。

6. 记下室温和大气压数据。

7. 从附表中查出室温时水的饱和蒸气压O H P 2。

五、数据记录

六、实验数据处理

提示：（根据上面记录的数据书写计算气体常数R 的过程及相对误差的计算）

七、结果分析

提示：（主要书写误差分析，测量值R 和理论值相比较）

八、思考题

1. 实验中需要测量哪些数据？

2. 为什么必须检查装置是否漏气？如果装置漏气，将造成怎样的误差？

3. 读取液面位置时，为何要使量筒和漏斗中的水面保持同一水平面？