氣體摩爾常數(shù)R測定課件

1、氣體摩爾常數(shù)r 的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)測量氣體體積的操作(裝置的檢漏、量氣管液面的觀察)； 學(xué)習(xí)氣體分壓的概念，利用理想氣體狀態(tài)方程式測定氣體摩爾常數(shù)r； 學(xué)習(xí)電子天平的使用、量氣管的洗滌； 學(xué)習(xí)有效數(shù)字、誤差和數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 1. 有效數(shù)字 概念 以數(shù)字表示有效數(shù)量，指在具體工作中實(shí)際能測量到的數(shù)字。 臺(tái)天平稱得30.5g，有效數(shù)字為3位。分析天平稱得30.5119g，有效數(shù)字為6位。 數(shù)字“0”的分析 1.02與1.20中，0的作用；0.0012中，0的作用；實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 3600 有效數(shù)字位數(shù)較模糊，一般看作4位；而3.60103 3位有效數(shù)字。 對

2、數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)僅取決于小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)，如ph=10.20，2位有效數(shù)字。應(yīng)用有效數(shù)字的規(guī)則 有效數(shù)字的最后一位數(shù)字一般是不定值，記錄時(shí)只保留1位不定值；實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 加減運(yùn)算時(shí)，和或差的有效數(shù)字保留的位數(shù)，取決于這些數(shù)值中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字；35.6208+2.52+30.519 積或商的有效數(shù)字位數(shù)，由其中有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)值的相對誤差決定，先確定有效數(shù)字的保留位數(shù)再計(jì)算。0.15453.1 乘除運(yùn)算中，9以上的大數(shù)9.00，9.83相對誤差約1，當(dāng)作4位數(shù)字處理。實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 2. 誤差及數(shù)據(jù)處理 誤差的分類 系統(tǒng)誤差、偶然誤差、過失誤差。 誤差

3、的表示方法 準(zhǔn)確度 表示測定的可靠性； 絕對誤差 x測-x真； 相對誤差 x測-x真/x真100% 。 它的等效式實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 精密度： 表示各次測定結(jié)果的相互接近程度； 標(biāo)準(zhǔn)偏差s： 表示數(shù)據(jù)的離散程度，用來表示精密度的高低；1)(12nxxsnii1122nxnxsnii實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 準(zhǔn)確度和精密度是不同的概念，是實(shí)驗(yàn)結(jié)果好壞的標(biāo)志。分析工作中，最終的要求是準(zhǔn)確，要準(zhǔn)確，首先要精密度好。但是，精密度高的不一定準(zhǔn)確，可能存在系統(tǒng)誤差?？刂婆既徽`差，可使測定的精密度好；同時(shí)校正系統(tǒng)誤差，才能得到既精密又準(zhǔn)確的分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 測定數(shù)據(jù)的取舍

4、 （ grubbs法 ）按三種不情的情況處理： 只有一個(gè)可疑值 x1x2x3xn 統(tǒng)計(jì)量： sxxt11sxxtnn實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 有2個(gè)可疑值 在平均值的同一側(cè)，先檢驗(yàn)最內(nèi)側(cè)的一個(gè)。如它舍去，則另一個(gè)也舍棄。檢驗(yàn)時(shí)測定次數(shù)少1。 在平均值的兩側(cè)，分別檢驗(yàn)。如有一個(gè)數(shù)據(jù)決定舍棄，則另一個(gè)檢驗(yàn)時(shí)，測定次數(shù)少1，選擇99%的置信界限。 當(dāng)tt臨時(shí) 則可疑值舍去。t臨(表3-10) : n=3，t臨=1.15；n=4，t臨=1.48 實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 測定數(shù)據(jù)的取舍 （ grubbs法 ） 測定次數(shù)為2，計(jì)算平均值和相對相差%10021xxx 測定次數(shù)n3，用grubbs法

5、，計(jì)算 舍前，s、t，舍棄后計(jì)算 舍后。 xx實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識及相關(guān)知識 3. 常數(shù)測定 討論討論測定氣體摩爾常數(shù)r需用哪些數(shù)據(jù)，如何得到?thmhvhpr)(016. 2)()(222016. 2)()()(2mgarmgmhmtmgmhvhpr)(305.24)()(22p(h2)p(大)p(h2o)；v(h2)；m(mg)；t。 實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識實(shí)驗(yàn)測得的r應(yīng)有幾位有效數(shù)字？ 若t=16.0 ，t=289.2； p(大)=101.96103pa， 查得p(h2o)18.177102pa； 考慮：p(h2)100.14103pa；v(h2)；m(mg)；t的有效數(shù)字，再得出r應(yīng)有幾位有

6、效數(shù)字。實(shí)驗(yàn)步驟 1稱量洗凈烘干一50ml燒杯；用砂紙?zhí)幚礞V條表面； 討論討論為什么要用砂紙?zhí)幚?，如何處理鎂條? 除去表面的氧化物和臟物；砂紙對折夾住鎂條向一個(gè)方向拉，用力要均勻，不能折斷鎂條。若表面不平，鎂條用木塊墊，針對凹處擦，直至表面呈現(xiàn)金屬光澤。用干凈紙片拉鎂條除遺留物，砂紙等丟入垃圾桶。 實(shí)驗(yàn)步驟 帶到天平室的物品有哪些? 50ml小燒杯、長鎂條、塑料鑷子、小稱量紙、記錄筆、報(bào)告本。 電子天平使用前，應(yīng)做哪些檢查?若不合格如何處理？ 檢查天平盤、天平箱內(nèi)是否清潔；若有灑落物，用毛刷掃出； 檢查水平；若不水平調(diào)節(jié)螺旋腳，使氣泡在黑圈內(nèi)； 校正天平。實(shí)驗(yàn)步驟 為什么要經(jīng)常查看水平儀? 電

7、子天平自重較輕，容易被碰撞移位造成不水平，影響稱量結(jié)果。 用哪種方法稱量燒杯與鎂條? 直接稱量法，開啟天平出現(xiàn)0.0000g后，將燒杯或鎂條(用塑料鑷子)放在稱盤中心，關(guān)好門，待數(shù)字穩(wěn)定，并出現(xiàn)質(zhì)量單位g后讀數(shù)，記錄； 實(shí)驗(yàn)步驟 控制長鎂條的質(zhì)量在80105mg范圍； 三等分鎂條。稱出第一條鎂條的質(zhì)量，控制在2535mg的范圍。用小稱量紙包好，寫上質(zhì)量數(shù)，并在報(bào)告本上記錄。依次稱出其余鎂條質(zhì)量； 稱量結(jié)束按off鍵，將天平打掃干凈，罩上布罩，填寫登記卡。 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 使用電子天平時(shí)不亂按鍵：常查看水平儀；關(guān)好門后讀數(shù)；毛刷不碰稱盤；保持稱盤、天平箱的清潔； 可將鎂條的一端稍向上

8、折，使鑷子取、放鎂條方便； 將原始數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審閱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果若不能通過，查出原因后重復(fù)稱量； 做好天平的整理工作，多余的鎂條交給指導(dǎo)教師；保存好鎂條。實(shí)驗(yàn)步驟 2安裝測定裝置 量氣管洗至內(nèi)壁不掛水珠；將裝置安裝在近桌邊；趕氣泡。 討論討論 使用洗液的注意事項(xiàng) ：重鉻酸鉀致癌，盡量少用；待洗的器皿盡量干燥；洗液有腐蝕性，使用時(shí)須小心；洗液能反復(fù)用，用過的洗液倒回瓶中；實(shí)驗(yàn)步驟 如何洗滌量氣管，量氣管內(nèi)壁為什么要洗至不掛水珠? 用洗液洗。燒杯中盛約20 ml洗液，量氣管的一端插入洗液，用洗耳球吸取10 ml洗液，用食指緊按管口慢慢傾斜近水平，轉(zhuǎn)動(dòng)量氣管使內(nèi)壁均洗到。左手拿燒杯傾斜45 ，右手垂直

9、拿量氣管，下端靠在燒杯壁至洗液流出，用自來水沖洗干凈。 內(nèi)壁掛水珠，使v(h2)不準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)步驟 用橡皮管連接量氣管、筒形漏氣時(shí)，為什么要用水濕潤，近距離操作? 水濕潤可減少摩擦力；近距離操作可防止折斷玻璃傷手。 如何安裝測定裝置? 安裝原則：從下到上，從左到右；各連接部分緊密吻合，無張力；整套裝置平整、整齊，正確美觀。 實(shí)驗(yàn)步驟 安裝：用滴定管架做支柱。先裝十字夾(有一夾口朝上)，再裝自由夾。調(diào)節(jié)自由夾伸出的距離可調(diào)自由夾離支柱的遠(yuǎn)近。裝滴定管夾，并與自由夾互成90。滴定管夾在滴定管架的左邊，自由夾在右邊。乳膠管不折疊，橡皮管下垂于桌邊。為什么要趕盡氣泡？如何趕？ 若氣泡進(jìn)入量氣管，使v(h2

10、o)不準(zhǔn)；上下移動(dòng)漏斗，使氣泡除去。實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 小心使用洗液，洗液回收使用； 水濕潤后近距離操作，不要折斷玻璃傷手； 安裝的裝置要正確、美觀。實(shí)驗(yàn)步驟 3檢漏 討論討論為什么要檢漏? 若裝置漏氣，v(h2)不準(zhǔn)或無法測定。 如何檢漏，檢漏的原理? 將漏斗上移或下移后固定，若量氣管液面只在開始時(shí)稍有變化后即維持恒定，表示不漏氣；在密閉容器內(nèi)，氣體的質(zhì)量為定值，t、p一定，v為定值。 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 若漏氣，依次檢查：乳膠管與量氣管、試管支管的連接處是否緊密；試管的平頭塞塞緊否，兩者是否匹配；乳膠管是否老化。實(shí)驗(yàn)步驟 3測定 用漏斗加酸，貼鎂條、裝試管。調(diào)整漏斗高度使液

11、面略低于零刻度，塞緊磨口塞。再次檢漏。 討論討論為什么用漏斗加酸? 避免試管壁上有酸，以免測定還未開始金屬已與酸反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)步驟 如何貼鎂條? 將鎂條展平，沾上水，斜持試管(支管朝上)，鎂條放管口，用玻棒小心、沿壁慢慢送入直至支管下，輕壓鎂條貼于管壁。為什么要調(diào)液面至略低于零分度? 避免反應(yīng)后找不到液面。為什么還要檢漏?因裝置已重新安裝。 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)試管壁決不能沾上酸：取、放漏斗時(shí)保證不碰管壁；裝過酸的試管一定用水沖洗干凈才能用；鎂條緊貼在管壁，不能掉入酸中；實(shí)驗(yàn)步驟 反應(yīng)前讀數(shù) 討論討論讀數(shù)時(shí)為什么量氣管與漏斗的液面要保持同一水平? 若不水平，量氣管內(nèi)壓力不等于外壓，使測定的v

12、不準(zhǔn)。 實(shí)驗(yàn)步驟 怎樣使讀數(shù)準(zhǔn)確 ?量氣管垂直；視線在彎月面的最低點(diǎn)，與液面成水平。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)漏斗、量氣管兩液面同一水平后才能讀數(shù)，讀至0.01ml，立即記錄。 實(shí)驗(yàn)步驟 反應(yīng) 討論討論反應(yīng)時(shí)漏斗的液面為什么要低于量氣管內(nèi)液面? 避免量氣管內(nèi)的壓力過大。若管內(nèi)壓力過大，h2易泄漏，使v(h2)不準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)步驟 在反應(yīng)過程中，量氣管壓入漏斗的水過多而溢出，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無影響? 無影響。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)記?。赫{(diào)整液面至略低于零刻度、檢漏、讀數(shù)、記錄、漏斗放低后才能開始反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)步驟 反應(yīng)后讀數(shù)，記錄v ，p(大)，t。 討論討論能否用冷水冷卻試管? 不能，因量氣管內(nèi)氣體的溫度未冷至室溫。 實(shí)驗(yàn)步驟 未冷至室溫對測定結(jié)果有何影響? 使測定的v(h2)偏大。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)自然冷卻至室溫后讀數(shù) 。實(shí)驗(yàn)安排 先洗好50ml燒杯進(jìn)烘箱后講課，