氣體摩爾常數(shù)

氣體摩爾常數(shù)第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(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。第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識

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；第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識

3600有效數(shù)字位數(shù)較模糊，一般看作4位；而3.60×103——3位有效數(shù)字。對數(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；第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(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。0.1545×3.1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。第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(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%。第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日它的等效式 實(shí)驗(yàn)原理及相關(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；<計(jì)算器中有計(jì)算S的功能>第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(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。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識

測定數(shù)據(jù)的取舍（Grubbs法）按三種不情的情況處理：只有一個(gè)可疑值X1<X2<X3<……Xn統(tǒng)計(jì)量： 第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(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)T≥T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

第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(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測定次數(shù)n≥3，用Grubbs法，計(jì)算舍前，S、T，舍棄后計(jì)算舍后。 第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識

3.常數(shù)測定討論 測定氣體摩爾常數(shù)R需用哪些數(shù)據(jù)，如何得到?

P(H2)＝P(大)－P(H2O)；V(H2)；m(Mg)；T。

第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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)=101.96×103Pa，查得P(H2O)＝18.177×102Pa；考慮：P(H2)＝100.14×103Pa；V(H2)；m(Mg)；T的有效數(shù)字，再得出R應(yīng)有幾位有效數(shù)字。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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；討論為什么要用砂紙?zhí)幚恚绾翁幚礞V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。第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟為什么要經(jīng)常查看水平儀?

電子天平自重較輕，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；第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟控制長鎂條的質(zhì)量在80～105mg范圍；三等分鎂條。稱出第一條鎂條的質(zhì)量，控制在25～35mg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。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(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。第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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；第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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20mL洗液，量氣管的一端插入洗液，用洗耳球吸取10mL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)。第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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。第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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(H2O)不準(zhǔn)；上下移動(dòng)漏斗，使氣泡除去。第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(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。第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟3．檢漏討論為什么要檢漏?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。第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(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。第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟3．測定用漏斗加酸，貼鎂條、裝試管。調(diào)整漏斗高度使液面略低于零刻度，塞緊磨口塞。再次檢漏。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)。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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。第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(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；第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟反應(yīng)前讀數(shù)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不準(zhǔn)。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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)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。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟反應(yīng)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)。第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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)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)。第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟反應(yīng)后讀數(shù)，記錄V

，P(大)，T。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。第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(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)自然冷卻至室溫后讀數(shù)。第三十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)安排先洗好50mL燒杯進(jìn)烘箱后講課，或