摩尔气体常数的测定-[doc]
摩尔气体常数的测定
定义1 摩理想气体在
标准
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状况下的PV/T值,叫做摩尔体积常数,简称气体常数。符号 R000
R=(8.3145100.000070)J/(mol••••K)。它的计算式是
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=p-p),不同温度下的p值可以查
表
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得到。(H2O)(H2O)(H2)(总)
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。由于气体的体积是倒置在量筒之中,实际体积要比读数体积小约0.2mL,所以量筒内实际的氢气体积V=H2体积读数,0.20mL(用10mL的量筒量取)
(6)记录实验时室内温度(t?)和气压表的读数(p)。 大气
计算 (1)根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量(n)H2
(2) 按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。
查表得到室温下水的饱和蒸气压(p),用下式计算氢气的分压(p)H20H2
根据下式
把, T=273+t, p=100Kpa, T=273K代入上式,得到标准状况下氢 100
气的体积是
因此,摩尔体积常数(R)是