气体摩尔常数R测定.ppt

气体摩尔常数R 的测定,实验目的,学习测量气体体积的操作(装置的检漏、量气管液面的观察)； 学习气体分压的概念，利用理想气体状态方程式测定气体摩尔常数R； 学习电子天平的使用、量气管的洗涤； 学习有效数字、误差和数据处理。,实验原理及相关知识,有效数字 概念 以数字表示有效数量，指在具体工作中实际能测量到的数字。 台天平称得30.5g，有效数字为3位。分析天平称得30.5119g，有效数字为6位。 数字“0”的分析 1.02与1.20中，0的作用；0.0012中，0的作用；,实验原理及相关知识,3600 有效数字位数较模糊，一般看作4位；而3.60103 3位有效数字。 对数的有效数字位数仅取决于小数部分数字的位数，如pH=10.20，2位有效数字。 应用有效数字的规则 有效数字的最后一位数字一般是不定值，记录时只保留1位不定值；,实验原理及相关知识,加减运算时，和或差的有效数字保留的位数，取决于这些数值中小数点后位数最少的数字；35.6208+2.52+30.519 积或商的有效数字位数，由其中有效数字位数最少的数值的相对误差决定，先确定有效数字的保留位数再计算。0.15453.1 乘除运算中，9以上的大数9.00，9.83相对误差约1，当作4位数字处理。,实验原理及相关知识,2. 误差及数据处理 误差的分类 系统误差、偶然误差、过失误差。 误差的表示方法 准确度 表示测定的可靠性； 绝对误差 X测-X真； 相对误差 X测-X真/X真100% 。,它的等效式,实验原理及相关知识,精密度： 表示各次测定结果的相互接近程度； 标准偏差S： 表示数据的离散程度，用来表示精密度的高低；,实验原理及相关知识,准确度和精密度是不同的概念，是实验结果好坏的标志。分析工作中，最终的要求是准确，要准确，首先要精密度好。但是，精密度高的不一定准确，可能存在系统误差。控制偶然误差，可使测定的精密度好；同时校正系统误差，才能得到既精密又准确的分析结果。,实验原理及相关知识,测定数据的取舍 （ Grubbs法 ） 按三种不情的情况处理： 只有一个可疑值 X1X2X3Xn 统计量：,实验原理及相关知识,有2个可疑值 在平均值的同一侧，先检验最内侧的一个。如它舍去，则另一个也舍弃。检验时测定次数少1。 在平均值的两侧，分别检验。如有一个数据决定舍弃，则另一个检验时，测定次数少1，选择99%的置信界限。 当TT临时 则可疑值舍去。 T临(表3-10) : n=3，T临=1.15；n=4，T临=1.48,实验原理及相关知识,测定数据的取舍 （ Grubbs法 ） 测定次数为2，计算平均值和相对相差,测定次数n3，用Grubbs法，计算 舍前，S、T，舍弃后计算 舍后。,实验原理及相关知识,3. 常数测定 讨论 测定气体摩尔常数R需用哪些数据，如何得到?,P(H2)P(大)P(H2O)；V(H2)；m(Mg)；T。,实验原理及相关知识,实验测得的R应有几位有效数字？ 若t=16.0 ，T=289.2； P(大)=101.96103Pa， 查得P(H2O)18.177102Pa； 考虑：P(H2)100.14103Pa；V(H2)；m(Mg)；T的有效数字，再得出R应有几位有效数字。,实验步骤,1称量洗净烘干一50mL烧杯；用砂纸处理镁条表面； 讨论 为什么要用砂纸处理，如何处理镁条? 除去表面的氧化物和脏物；砂纸对折夹住镁条向一个方向拉，用力要均匀，不能折断镁条。若表面不平，镁条用木块垫，针对凹处擦，直至表面呈现金属光泽。用干净纸片拉镁条除遗留物，砂纸等丢入垃圾桶。,实验步骤,带到天平室的物品有哪些? 50mL小烧杯、长镁条、塑料镊子、小称量纸、记录笔、报告本。 电子天平使用前，应做哪些检查?若不合格如何处理？ 检查天平盘、天平箱内是否清洁；若有洒落物，用毛刷扫出； 检查水平；若不水平调节螺旋脚，使气泡在黑圈内； 校正天平。,实验步骤,为什么要经常查看水平仪? 电子天平自重较轻，容易被碰撞移位造成不水平，影响称量结果。 用哪种方法称量烧杯与镁条? 直接称量法，开启天平出现0.0000g后，将烧杯或镁条(用塑料镊子)放在称盘中心，关好门，待数字稳定，并出现质量单位g后读数，记录；,实验步骤,控制长镁条的质量在80105mg范围； 三等分镁条。称出第一条镁条的质量，控制在2535mg的范围。用小称量纸包好，写上质量数，并在报告本上记录。依次称出其余镁条质量； 称量结束按OFF键，将天平打扫干净，罩上布罩，填写登记卡。,实验步骤,注意事项 使用电子天平时不乱按键：常查看水平仪；关好门后读数；毛刷不碰称盘；保持称盘、天平箱的清洁； 可将镁条的一端稍向上折，使镊子取、放镁条方便； 将原始数据交指导教师审阅。实验结果若不能通过，查出原因后重复称量； 做好天平的整理工作，多余的镁条交给指导教师；保存好镁条。,实验步骤,2安装测定装置 量气管洗至内壁不挂水珠；将装置安装在近桌边；赶气泡。 讨论 使用洗液的注意事项 ： 重铬酸钾致癌，尽量少用； 待洗的器皿尽量干燥； 洗液有腐蚀性，使用时须小心； 洗液能反复用，用过的洗液倒回瓶中；,实验步骤,如何洗涤量气管，量气管内壁为什么要洗至不挂水珠? 用洗液洗。烧杯中盛约20 mL洗液，量气管的一端插入洗液，用洗耳球吸取10 mL洗液，用食指紧按管口慢慢倾斜近水平，转动量气管使内壁均洗到。左手拿烧杯倾斜45 ，右手垂直拿量气管，下端靠在烧杯壁至洗液流出，用自来水冲洗干净。 内壁挂水珠，使V(H2)不准。,实验步骤,用橡皮管连接量气管、筒形漏气时，为什么要用水湿润，近距离操作? 水湿润可减少摩擦力；近距离操作可防止折断玻璃伤手。 如何安装测定装置? 安装原则：从下到上，从左到右；各连接部分紧密吻合，无张力；整套装置平整、整齐，正确美观。,实验步骤,安装：用滴定管架做支柱。先装十字夹(有一夹口朝上)，再装自由夹。调节自由夹伸出的距离可调自由夹离支柱的远近。装滴定管夹，并与自由夹互成90。滴定管夹在滴定管架的左边，自由夹在右边。乳胶管不折叠，橡皮管下垂于桌边。 为什么要赶尽气泡？如何赶？ 若气泡进入量气管，使V(H2O)不准；上下移动漏斗，使气泡除去。,实验步骤,注意事项 小心使用洗液，洗液回收使用； 水湿润后近距离操作，不要折断玻璃伤手； 安装的装置要正确、美观。,实验步骤,3检漏 讨论 为什么要检漏? 若装置漏气，V(H2)不准或无法测定。 如何检漏，检漏的原理? 将漏斗上移或下移后固定，若量气管液面只在开始时稍有变化后即维持恒定，表示不漏气；在密闭容器内，气体的质量为定值，T、P一定，V为定值。,实验步骤,注意事项 若漏气，依次检查：乳胶管与量气管、试管支管的连接处是否紧密；试管的平头塞塞紧否，两者是否匹配；乳胶管是否老化。,实验步骤,3测定 用漏斗加酸，贴镁条、装试管。调整漏斗高度使液面略低于零刻度，塞紧磨口塞。再次检漏。 讨论 为什么用漏斗加酸? 避免试管壁上有酸，以免测定还未开始金属已与酸反应。,实验步骤,如何贴镁条? 将镁条展平，沾上水，斜持试管(支管朝上)，镁条放管口，用玻棒小心、沿壁慢慢送入直至支管下，轻压镁条贴于管壁。 为什么要调液面至略低于零分度? 避免反应后找不到液面。 为什么还要检漏? 因装置已重新安装。,实验步骤,注意事项 试管壁决不能沾上酸：取、放漏斗时保证不碰管壁；装过酸的试管一定用水冲洗干净才能用； 镁条紧贴在管壁，不能掉入酸中；,实验步骤,反应前读数 讨论 读数时为什么量气管与漏斗的液面要保持同一水平? 若不水平，量气管内压力不等于外压，使测定的V不准。,实验步骤,怎样使读数准确 ? 量气管垂直；视线在弯月面的最低点，与液面成水平。 注意事项 漏斗、量气管两液面同一水平后才能读数，读至0.01mL，立即记录。,实验步骤,反应 讨论 反应时漏斗的液面为什么要低于量气管内液面? 避免量气管内的压力过大。若管内压力过大，H2易泄漏，使V(H2)不准。,实验步骤,在反应过程中，量气管压入漏斗的水过多而溢 出，对实验结果有无影响? 无影响。 注意事项 记住：调整液面至略低于零刻度、检漏、读数、记录、漏斗放低后才能开始反应。,实验步骤,反应后读数，记录V ，P(大)，T。 讨论 能否用冷水冷却试管? 不能，因量气管内气体的温度未冷至室温。,实验步骤,未冷至室温对测定结果有何影响? 使测定的V(H2)偏大。 注意事项 自然冷却至室温后读数 。,实验安排,先洗好50mL烧杯进烘箱后讲课，或提前一周洗净晾干； 镁条处理