Az oxidációs redukciós reakciókban meghatározzuk kémiai egyenértékű mint egy anyag tömege grammban kifejezve, amely képes egy mol elektron elfogadására vagy leadására.

A "Mg grammekvivalens" kísérleti kiszámításához elvégezzük az ismert magnéziumtömeg teljes reakcióját sósavval (HCl). A reakció végén, ahol a sósavat feleslegben használják fel, a keletkező H2 mennyisége arányos lesz a felhasznált Mg mennyiségével. Az előállított hidrogén tömegét annak térfogatából fogják kiszámítani, amelyet az alábbiakban jelzett módon beosztott üvegcsőbe gyűjtünk, és a számításhoz az ideális gázegyenletet használjuk. A reakcióban felhasznált Mg teljes tömegének ismeretében könnyen levezethető az 1 gramm atom hidrogén felszabadításához szükséges Mg tömeg grammokban; ezt az értéket "Mg grammegyenértékének" nevezik.


2.2. Kísérleti rész:

Ennek a kísérletnek a végrehajtásához szükséges, hogy az egyik végén zárt cső legyen, és a fényképen láthatóhoz hasonló adaptált parafadugóval legyen, amely a cső nyitott végén helyezkedik el. Ez a dugó spirálban elkészített rézhuzallal van ellátva, amelyre a magnéziumszalag ráakasztható, és lyukat tartalmaz, amely lehetővé teszi a folyadékok átjutását.

laboratórium


Először lemérünk egy darab 2-3 cm Mg szalagot, amelyet összehajtunk és a réz spirálra rögzítünk.


Az osztott csőbe körülbelül 6 ml 8 M HCl-ot öntünk; Célszerű a hajlított csővel megcsinálni, hogy ösztönözze a folyadék megcsúszását.

Ezután és óvatosan befejezzük a cső vízzel való megtöltését, és igyekszünk nem mozdítani, hogy a lehető legnagyobb mértékben elkerüljük a két folyadék keveredését. Amíg a vizet öntik, lehúzza a cső falaira tapadt HCl-t, így a cső szája tiszta lesz tőle. Nem szabad, hogy tapadó buborékok legyenek, ezért finoman megérinthetjük a kiűzésüket. Amint a cső teljesen át van öblítve vízzel és buborékmentes, a Mg-szalagot tartalmazó kupakkal lezárjuk.

A zárás után nem maradhat légbuborék. A Mg spirál a cső végén marad, ahol először csak víz van, ezért ebben a pillanatban a reakció még nem kezdődött el.

Ezután megfordítjuk a csövet, és annak végét a tamponnal egy tartályban, vízzel függőleges helyzetben helyezzük el, és egy tartóhoz tartjuk. Ez a manőver felgyorsítja a HCl diffúzióját, amely érintkezésbe kerül az Mg-vel.

Amint a sav diffundál, a reakció megkezdődik, egyértelműen megfigyelve a gáz, a hidrogén képződését.

Miután a reakció befejeződött, amelyet a gáz halmazállapotú fejlődésének leállításával észlelünk, a csövet óvatosan csapoljuk meg, hogy az összes tapadó buborék felemelkedjen.

Végül megmérjük a csőben összegyűjtött gáz térfogatát, amelynek folytatásával lefedjük a kupak lyukát, és a csövet ismét függőlegesen vezetjük be, ebben az esetben egy vízzel töltött kémcsőbe.

Gondoskodunk arról, hogy a büretta belső folyadékszintét a külső folyadékszinttel állítsuk össze. Így ellenőrizzük a légköri nyomáson keletkező hidrogén térfogatát.

Az ideális gázegyenlet felhasználásával képződött H2 mólszámának kiszámításához le kell írnunk a víz hőmérsékletét, a laboratóriumi hőmérsékletet és légköri nyomást, valamint a víz gőznyomását is ezen a hőmérsékleten. szükségesek a hidrogén tényleges nyomásának ismeretéhez. Kétszer meg kell ismételnünk a folyamatot egy átlagos érték eléréséhez.


2.3 Példa:

Mg összege 0,021 g
Vízhőmérséklet 21 єC
Laboratóriumi hőmérséklet 21 єC
Légköri nyomás a laboratóriumban 705 Hgmm
A víz gőznyomása 21єC-on 19 827 Hgmm
Hidrogénmennyiség 0,0248 L
Mg egyenértékű tömeg 11.17
Viszonylagos hiba 8.14

reakció:

Oxidáció: Mg → Mg 2+ + 2e E ° = 2,356 v
Redukció: 2H + + 2e → H2 E ° = 0,000 v
E ° = E ° katód - E ° бnode = 2,356 v

A reakció spontán történik:

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

számítások:

Phhydrogen = Patm - A víz elpárologtatása = 705 - 19 827 = 685 173 Hgmm