氣體摩爾體積的測定

1、實驗原理：

Vm = V / n

在一定溫度下，用一定量的鎂條和足量稀硫酸反應，測定産生氣體的體積，從而就能根據上述公式求出該溫度下氣體的摩爾體積。

Mg H2SO4=MgSO4 H2↑

2、實驗儀器：

上圖是兩種對化學反應中産生的氣體進行體積測定的裝置，左圖裝置由Y形管和量氣管和水準管組成。Y形管與量氣管直接相連，量氣管與水準管通過橡皮管相連，水準管用來調節液面的高度。

3、實驗步驟：

（1）如上圖裝配好實驗裝置，做好氣密性檢查：

從水準管注入水，待水準管和量氣管液面相平後，停止注水，連接裝置，将水準管放低（或提起），若兩側高度差沒有變化，說明氣密性良好。

（2）取下Y形管，将25ml量氣管與水準管固定在滴定管架上（水準管較高），向水準管中注水至量氣管中的液面在0~1.00ml之間。

（3）量取5ml 1mol/L硫酸，倒入Y形管一個支管中。

（4）用砂紙打磨掉鎂帶表面的氧化物，用電子天平稱取0.0150-0.0250g鎂帶（精确至0.0001g），把準确數值記錄于表格中。

（5）将Y形管與裝置連接，調節水準管使兩邊液面相平，液面在0~1.00ml之間，記錄初讀數V1。

（6）傾斜Y形管，使硫酸全部流入鎂帶的支管中進行反應，反應結束後，冷卻至室溫，調節水準管使得兩邊液面相平，讀取量氣管内液面，記錄終讀數V2。

（7）将計算後的氫氣體積填入表格。

（8）重複上述操作進行多次試驗。

5、誤差分析：

測量過程都會産生一定的偏差，偏差始終存在于科學實驗和測量的結果中，偏差是測量值與真值之差，通常真值隻是一個理想的概念，一般無法得到，通常用一個參考值代替。

（1）絕對偏差和相對偏差：

a、絕對偏差：測定值和真值之間的偏差叫絕對偏差。

絕對偏差 = 測定值一真值

b、相對偏差：絕對偏差在參考值（算術平均值）中所占的百分率。

【注意】

a、兩者的絕對偏差的絕對值相等，不能說兩者的準确度相同，因為它們的真值不同，表示定量測定準确度應該用相對偏差的概念。

b、絕對偏差和相對偏差都有正值和負值，正值表示測定結果偏大，負值表示測定結果偏小。

（2）系統偏差和偶然偏差：

由于測定方法所限，儀器和試劑所産生的偏差叫系統偏差。例如氣體摩爾體積測定儀中氣體沒有幹燥。系統偏差的特征是有确定的方向性，例如一個班級的平行實驗組偏差都偏高或偏低，這是系統偏差的結果。

由偶然因素引起的偏差，叫偶然偏差。如測定者視覺的不穩定性，外界溫度、氣壓的變化等。在相同條件下，進行多次測量，偶然偏差出現的正和負保持不變，增加測定次數求平均值的目的是減小偶然偏差。

（3）如何減小偏差

a、對照試驗：用已知特征量的标準試樣，按同樣的方法進行測定，以檢查儀器是否正常，操作是否正确，以減小系統偏差。

b、空白試驗：在不加試樣的情況下，按同樣的方法測量得到的結果叫空白值，将試樣的測定值扣除空白值，這也是減小系統偏差的方法。

c、平行試驗：在相同條件，做多次測定取平均值，可減小偶然偏差。

評價：氣體摩爾體積的測定屬于老版本定量實驗中不太重要的一個，目前來看地位有所提高，重點在于讀數時候（冷卻至室溫——調節兩管高度相平——讀數），以及兩管液面高低不一緻的時候，會導緻所測出氣體體積偏大還是偏小。