鹵酸氣體釋出測(cè)定裝置

理想氣體常數(shù)測(cè)定原理

任何情況 下絕對(duì)遵守玻意耳一馬略特定律 、蓋一呂薩克定律和查理定律的氣體為理想氣體。理想氣體狀態(tài)方程為pV=nRT，任何氣體的摩爾數(shù)n=m（物質(zhì)質(zhì)量）/M（摩爾質(zhì)量），則常數(shù)

理想氣體常數(shù)實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)中先將 HCl用漏斗加入試管底部， 稱(chēng)取質(zhì)量為m_Mg的 Mg 條一根，將Mg 條蘸少許水貼在反應(yīng)試管內(nèi)壁上 （尚未產(chǎn)生氫氣 )，檢驗(yàn)裝置是否漏氣 。證實(shí)其不漏氣后，把水準(zhǔn)瓶與量氣管并列，使兩者水面相平，然后記下量氣管中水面讀數(shù) V_初 ， 輕輕搖動(dòng)試管， 使鎂條落入酸中，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使量氣管中的水面下降，反應(yīng)停止后，待試管冷卻到室溫，再次把水準(zhǔn)瓶與量氣管并列，使兩者水面相平，記下量氣管中水面讀數(shù) V_終， 待整個(gè)體系的溫度與室溫相等后 ，用溫度計(jì)測(cè)得室溫 T，記錄該溫度下的大氣壓為 P₀ 。 則有：

式中△V = V_終-V_初，從 “分壓定律“”的角度討論得到的計(jì)算 R 的公式與已有化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中的公式是一致的。2100433B

從理想氣體狀態(tài)方程出發(fā)，推導(dǎo)出變壓強(qiáng)下氣體普適常數(shù)的表達(dá)式，利用逐次降壓的方法測(cè)出氣體壓強(qiáng) p 與總質(zhì)量 m 的關(guān)系并作圖，由直線擬合求得氣體普適常數(shù) R 。

理想氣體狀態(tài)方程：

式中， p 為氣體壓強(qiáng)，V 為氣體體積，m 為氣體總質(zhì)量， M 為氣體的摩爾質(zhì)量，T 為氣體的熱力學(xué)溫度，其值T = 273.15 t 。 R 稱(chēng)為理想氣體普適常量，也稱(chēng)為摩爾氣體常量，理論值 R = 8.31J /(mol ? K)。各種實(shí)際氣體在通常壓強(qiáng)和不太低的溫度下都近似地遵守這一狀態(tài)方程，壓強(qiáng)越低，近似程度越高。

實(shí)驗(yàn)將空氣作為實(shí)驗(yàn)氣體?？諝獾钠骄栙|(zhì)量 M 為28.8g/mol。（空氣中氮?dú)饧s占80%，氮?dú)獾哪栙|(zhì)量為28.0g/mol；氧氣約占20%，氧氣的摩爾質(zhì)量為32.0g/mol。）取一只比重瓶，設(shè)瓶中裝有空氣時(shí)的總質(zhì)量為m₁，而瓶的質(zhì)量為m₀ ，則瓶中的空氣質(zhì)量為m = m₁ ? m₀ ，此時(shí)瓶中空氣的壓強(qiáng)為 p ，熱力學(xué)溫度為T(mén) ，體積為V 。理想氣體狀態(tài)方程可表示為

設(shè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境壓強(qiáng)為 p₀ ，真空表讀數(shù)為 p' ，則 p' = p ? p₀ <0 ，式改寫(xiě)為

式中 C = C' ? p_{0 ，}測(cè)出在不同的真空表負(fù)壓讀數(shù) p' 下 m₁的值，然后作出 p' ?m₁關(guān)系圖，求出直線的斜率，便可得到氣體普適常數(shù)的值。2100433B