海南大学：《无机化学实验》课程教学课件（PPT讲稿）03 摩尔气体常数

摩尔气体常数的测定 无机化学实验教学团队

摩尔气体常数的测定 无机化学实验教学团队

实验目的 1.了解置换法测定摩尔气体常数的原理和方法 2.掌握理想气体方程式和气体分压定律的有关 计算 3.联系测量气体体积的操作以及分析天平，气 压计的使用

1.了解置换法测定摩尔气体常数的原理和方法 2.掌握理想气体方程式和气体分压定律的有关 计算 3.联系测量气体体积的操作以及分析天平，气 压计的使用 一、实验目的

二、实验原理 在一定温度（①下，由实验测定一定物质的量 (m)的某气体（看作理想气体）的p、V, 应用理想气体状态方程式：pV=RT,即可求得摩尔 气体常数R。 本实验是由 Mg+H,SO4(过量)=MgSO4+H2个 PH2V=nH2RT 得 R=

在一定温度（T)下，由实验测定一定物质的量 （n)的某气体(看作理想气体)的p、V， 应用理想气体状态方程式 :pV = nRT，即可求得摩尔 气体常数R。 本实验是由 得 pH2V = nH2RT H2 H2 p V R n T = Mg H SO ( ) MgSO H + = +  2 4 4 2 过量 二、实验原理

8+H2SO4=MgSO4+H2↑ 反应生成的氢气的体积V可以通过实验测定； 生成的氢气的物质的量（H,)可以根据反 应的化学计量关系，由反应的镁条质量求 得； 实验时的温度T和压力D可以分别由温度计和 压力计测得； 由于氢气是从水溶液中溢出，所以量气管上 方的氢气中还混有饱和水蒸气

反应生成的氢气的体积V 可以通过实验测定； 生成的氢气的物质的量n（H2）可以根据反 应的化学计量关系，由反应的镁条质量求 得； 实验时的温度T和压力p可以分别由温度计和 压力计测得； 由于氢气是从水溶液中溢出，所以量气管上 方的氢气中还混有饱和水蒸气。 Mg + H2 SO4 = MgSO4 + H2 

查出该温度下水的饱和蒸汽压（见附录P159) 根据理想气体分压定律可知： 氢气的分压应由实验时的大气压减去该温度 下水的饱和蒸汽压 即：pH)=p-p(H2O)

查出该温度下水的饱和蒸汽压(见附录 P159) 根据理想气体分压定律可知： 氢气的分压应由实验时的大气压减去该温度 下水的饱和蒸汽压 即： p(H2 )=p - p(H2O)

HN 三、实验内容 1在电子天平上准确称取一块表面皿的质量，记录称量结 果，取0.0250-0.0300g（不同于教材)已经擦去表面氧 化膜的镁条放在已知质量的表面皿中，准确称取镁条和 表面皿的总质量，两次所称质量之差即为镁条的质量。 2.安装装置 1.量管（碱式滴定 管)， 2.漏斗，3.试管， 4.镁片 图3-1气体摩尔常数测定装置图

1.在电子天平上准确称取一块表面皿的质量，记录称量结 果，取0.0250-0.0300g（不同于教材）已经擦去表面氧 化膜的镁条放在已知质量的表面皿中，准确称取镁条和 表面皿的总质量，两次所称质量之差即为镁条的质量。 2. 安装装置 1.量管(碱式滴定 管)， 2.漏斗，3.试管， 4.镁片 图3-1 气体摩尔常数测定装置图 三、实验内容

3.按图3-1连接好装置后，取下试管塞，移动漏斗， 使量器管中的水面略低于刻度，最后固定好漏斗 的位置。 4.初步检查仪器是否漏气，检查方法如下，塞紧装 置中所有橡皮塞后，将漏斗向下移动一段距离， 使漏斗内液面与量气管内液面维持一定的液面差， 再固定漏斗位置。如果量气管内的液面位置能恒 定，说明仪器不漏气

3.按图3-1连接好装置后，取下试管塞，移动漏斗， 使量器管中的水面略低于刻度，最后固定好漏斗 的位置。 4.初步检查仪器是否漏气，检查方法如下，塞紧装 置中所有橡皮塞后，将漏斗向下移动一段距离， 使漏斗内液面与量气管内液面维持一定的液面差， 再固定漏斗位置。如果量气管内的液面位置能恒 定，说明仪器不漏气

5.取下试管，用漏斗往里面加入3mL3M疏酸（不要 沾壁)，将镁条蘸少量水，附着在试管壁上（不要接 触酸)，塞紧试管，按步骤4再次检查气密性。 6如果装置不漏气，调整漏斗位置，使量气管液面 和漏斗液面在同一水平面上（？)，然后准确读出 量气管内水的凹面最低点的读数V1。 7轻轻摇动试管，使镁条落入硫酸中，镁片立即与 硫酸反应放出氢气，反应产生的氢气进入量气管内， 此时量气管内液面开始下降。漏斗必须跟随下降

5.取下试管，用漏斗往里面加入 3mL 3M 硫酸(不要 沾壁)，将镁条蘸少量水，附着在试管壁上（不要接 触酸），塞紧试管，按步骤4再次检查气密性。 6.如果装置不漏气，调整漏斗位置，使量气管液面 和漏斗液面在同一水平面上（？），然后准确读出 量气管内水的凹面最低点的读数V1。 7.轻轻摇动试管，使镁条落入硫酸中，镁片立即与 硫酸反应放出氢气，反应产生的氢气进入量气管内， 此时量气管内液面开始下降。漏斗必须跟随下降

●8、反应结束，待反应管冷至室温，调两液 面水平一致，读取量气管数值，1-2min 后，再次读取量气管数值，直至两次读数 一致（相差不超过0.05ml),记下读数 (V2) ●9、 记录实验时的温度T和大气压p ●10、要求至少做两次平行测量

⚫8、反应结束，待反应管冷至室温，调两液 面水平一致，读取量气管数值，1-2min 后，再次读取量气管数值，直至两次读数 一致（相差不超过0.05 ml），记下读数 (V2 )。 ⚫9、记录实验时的温度T和大气压p ⚫10、要求至少做两次平行测量

四、实验内容 饑条质量m(g) 反应前量气管液面读数V1(mL) 反应后量气管液面读数V2(mL) 氢气的体积V=Vz-V(mL山 室温T) 大气压Pa) 室温时水的饱和燕汽压Pa) 氢气的分压Pa) 氢气的物质的量amol) 气体常数RJ.moK) 气体常数R平均值J.mol.) 相对误差(%)

镁条质量m(g) 反应前量气管液面读数V1(mL) 反应后量气管液面读数V2(mL) 氢气的体积V=V2- V1(mL) 室温T( ) 大气压(Pa) 室温时水的饱和蒸汽压(Pa) 氢气的分压(Pa） 氢气的物质的量n(mol) 气体常数R(J.mol-1 .K-1） 气体常数R平均值(J.mol-1 .K-1） 相对误差(%) 四、实验内容