4.2Експериментальна частина

Реактиви та обладнання: штатив, склянка Маріота, крапельний насос, мішалка, склянки місткістю 250 см³ та 500 см³, 2 циліндри місткістю 100 см³ кожний, лійка Бюхнера, сіль алюмінію (кристалогідрат), розчин гідроксиду амонію (з концентрацією 10%), фільтрувальний папір, випарювальна чашка місткістю 100 см³.

Приготувати розчин солі алюмінію з заданою викладачем концентрацією.

Провести осадження гідроксиду алюмінію на установці, зображеній на рис.4.1.

1 – стакан; 2 – cклянка Маріота; 3 – мішалка; 4 – кран; 5 – крапельний насос; 6 – склянка для розчину солі алюмінію; 7 – штатив; 8 – двигун.

Рисунок 4.1 - Схема установки для одержання гідроксиду алюмінію

Для цього треба залити розчин гідроксиду амонію у склянку Маріота 2 та розчин солі алюмінію (з розрахунку на одержання 2 – 5 г Аl₂О₃) в склянку для подачі розчину в стакан 1, де якому здійснюється безпосередньо процес осадження. Ввімкнути крапельний насос 5 і задати швидкість подачі розчину 2 см³/хв, відкрити кран склянки Маріота 4. Після того, як розчини заповнять дно склянки 1 ввімкнути мішалку 3. В той час, коли кількість розчину гідроксиду амонію у склянці Маріота зменшиться удвічі, необхідно збільшити швидкість його подачі, відкривши кран склянки. Після закінчення процесу осадження вимкнути мішалку та зафіксувати рН осадження за допомогою індикаторного паперу. Далі осад необхідно відфільтрувати на лійці Бюхнера та промити там же осад дистильованою водою. Осад перенести у фарфорову чашку (попередньо зважену) та помістити в сушильний шкаф при температурі 373-393 К на 15 хв. Далі помістити чашку в муфельну піч при температурі 753-823 К на 30 хв, після чого зважити, попередньо охолодивши її в ексикаторі. Після цього знову поставити у муфельну піч на 15 хв і знову зважити. Прожарювання необхідно повторювати до тих пір, поки різниця між зважуваннями буде не більше 0,2г.

4.3Методика розрахунків

Для приготування робочого розчину солі алюмінію можна використати сіль Al(NO₃)₃ ∙ 9H₂O.

Розрахуємо кількість речовини яку необхідно отримати

моль,

де - маса після прожарювання (задається викладачем, наприклад, 5 г), , - молярна маса оксиду алюмінію, 102 г/моль.

Основні реакції отримання активного оксиду алюмінію можна записати у вигляді наступних рівнянь:

(4.1)

(4.2)

Таким чином, для отримання 1 моль оксиду за стехіометрією необхідно 2 моль кристалогідрату.

.

моль

Звідки знаходимо масу кристалогідрату:

г,

де - молярна маса кристалогідрату, 365 г/моль.

Об’єм розчину кристалогідрату необхідний для отримання 5 г , осадженням з розчину певної концентрації С₁ (задається викладачем, наприклад, 80 г /л)

см³

Приготувати такий об’єм розчину досить важко, тому перерахуємо масу кристалогідрату необхідну для отримання розчину об’ємом найближчим до об’єму стандартної мірної колби, в даному випадку на 100 см³.

г.

Для приготування розчину беремо наважку кристалогідрату 58,4 г, кількісно переносимо в колбу на 100 см³, доводимо до мітки дистильованою водою. Для отримання оксиду відберемо розрахований об’єм, тобто 62,5 см³.

Об'єм розчину гідроксиду амонію V₂, см³, можна орієнтовно розрахувати згідно з реакцією 4.1.

см³.

4.4Результати

4.5Висновки

5Лабораторна робота: Калібрування реометрів

Мета роботи: вивчити методи калібрування реометрів

5.1Короткі теоретичні відомості

Реометр - це прилад для виміру витрати газу. Принцип його дії заснований на тому, що газ з постійною швидкістю проходить через трубку постійного перетину, чинить постійний тиск на стінки трубки. Якщо ж у трубку врізати капіляр, то через зміну швидкості газового потоку виникне перепад тисків на кінцях капіляра. Величина цього перепаду залежатиме від швидкості протікання газу, температури й в'язкості газу, діаметра капіляра. Вимірюють зміну тиску за допомогою рідинного манометра. Маючи змінні капіляри різного діаметра, можна працювати в широкому діапазоні швидкостей газового потоку.

Капілярні реометри можуть різнитися за своєю конструкцією (рис. 5.1, а-в). Газ входить через відвід (поз. 1) і проходить через капіляр (поз. 3). В результаті цього збільшується його швидкість і зменшується тиск на стінки трубки. Це приводить до підйому рідини в правому коліні U-подібної трубки (рис. 5.1 а) або у внутрішній трубці реометра (рис. 5.1 б, в) доти, поки висота стовпа рідини не компенсує різницю тисків.

Капілярні реометри не складні в роботі й досить точні. Перед роботою їх необхідно відкалібрувати. Калібрування найкраще проводити робочим газом, але можна й повітрям. Однак в останньому випадку необхідно робити перерахунки показів реометра на робочий газ із урахуванням в'язкості.

а – в – варіанти реометрів; г – пінний витратомір.

1 – вхід газу у прилад, 2 – вихід газу з приладу, 3 – капіляр, 4 – м’яка ємність для рідкого мила

Рисунок 5.1 - Прилади для вимірювання швидкостей газових потоків