В реакциите за редукция на окислението определяме химичен еквивалент като масата на веществото, изразена в грамове, способна да приеме или да се откаже от един мол електрони.

За експериментално изчисляване на "грамовия еквивалент на Mg" ще проведем пълната реакция на известна маса магнезий със солна киселина (HCl). В края на реакцията, където HCl ще се използва в излишък, количеството произведен Н2 ще бъде пропорционално на количеството на използвания Mg. Масата на произведения водород ще бъде изчислена от неговия обем, който ще съберем в градуирана стъклена тръба, както е посочено по-долу, и използвайки уравнението на идеалния газ за изчислението. Знаейки общата маса на Mg, използвана в реакцията, масата в грамове Mg, необходима за освобождаването на 1 грам-атом водород, може лесно да бъде установена; тази стойност е известна като "грамовият еквивалент на Mg".


2.2 Експериментална част:

За провеждането на този експеримент е необходимо да имате градуирана тръба, затворена в единия край, и с адаптирана коркова запушалка като тази, показана на снимката, която ще бъде разположена в отворения край на тази тръба. Този щепсел е снабден с медна жица, завършена в спирала, върху която ще бъде закачена магнезиевата лента, и също така съдържа отвор, който позволява преминаването на течности.

лаборатория


Ще започнем с претегляне на парче от 2 до 3 см Mg лента, което ще сгънем и фиксираме към медната спирала.


Вътре в градуираната епруветка ще излеем приблизително 6 ml 8M HCl; Препоръчително е да го правите с тръба, наклонена, за да насърчи течността да се плъзне.

Впоследствие и внимателно пълним тръбата с вода, опитвайки се да не я движим, за да избегнем, доколкото е възможно, сместа между двете течности. Докато водата се излива, тя ще изтегли надолу HCl, който е залепен към стените на тръбата, така че устата на тръбата да е чиста от нея. Не трябва да има слепени мехурчета, така че да можем да почукаме внимателно за тяхното изгонване. След като епруветката е напълно измита с вода и без мехурчета, тя ще бъде затворена с капачката, която съдържа Mg лентата.

След затварянето не трябва да остане въздушен мехур. Спиралата с Mg ще остане в края на тръбата, където в началото има само вода, следователно в този момент реакцията все още не е започнала.

След това ще обърнем епруветката и ще въведем нейния край с тампона в съд с вода, във вертикално положение и ще го държим за опора. Тази маневра ще ускори дифузията на HCl, която ще влезе в контакт с Mg.

Тъй като киселината се дифузира, реакцията започва, като ясно се наблюдава образуването на газ, водород.

След като реакцията приключи, което се открива при спиране на газообразното отделяне, тръбата се потупва внимателно, така че всички слепващи мехурчета да се издигнат.

Накрая ще измерим обема на събрания газ в тръбата, за което ще пристъпим към покриване на отвора в капачката и въвеждане на тръбата отново вертикално, в този случай, в епруветка, пълна с вода.

Ние се грижим да компенсираме вътрешното ниво на течността на бюретата с външното ниво на течността. Ето как се уверяваме да измерваме обема на водорода, генериран при атмосферно налягане.

За да изчислим броя на моловете H2, образувани с помощта на уравнението на идеалния газ, трябва също да запишем температурата на водата, температурата и атмосферното налягане в лабораторията и налягането на парите на водата при тази температура, което са необходими, за да се знае действителното налягане на водорода. Трябва да повторим процеса два пъти, за да получим средна стойност.


2.3 Пример:

Количество Mg 0,021 g
Температура на водата 21 єC
Лабораторна температура 21 єC
Атмосферно налягане в лабораторията 705 mm Hg
Налягане на парите на вода при 21 ° C 19 827 mm Hg
Обем на водорода 0,0248 L
Mg еквивалентно тегло 11.17
Относителна грешка 8.14

реакция:

Окисление: Mg → Mg 2+ + 2e E ° = 2,356 v
Намаляване: 2H + + 2e → H2 E ° = 0,000 v
E ° = E ° катод - E ° възел = 2,356 v

Реакцията протича спонтанно:

ΔG ° = –n · F · E ° = –2 · 96,480 · 2,356 = - 450 372,96 J/mol

изчисления:

Phhydrogen = Patm - Pvapor of water = 705 - 19,827 = 685,173 mm Hg