Где ошибка (2Al + 2NaOH + 6H2O) ?

[magamos]

Решил измерить, сколько алюминия в алюминиевой фольге. Вообще-то должно быть 95-99.5%.

Для этого провел реакцию:

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

 

Все шлифы промазаны глицерином, все стыки промазаны уже затвердевшим силиконовым герметиком. Шприц тоже герметичный

1. Набрал в шприц 10 мл 20% раствора NaOH

2. положил на дно колбы 0.30 грамм алюминиевой фольги

3. дунул в колбу с фольгой,чтобы вода пошла в левую колбу

4. вставил шприц и дождался пока прекратится ток воды в левую колбу

5. осторожно слил воду из левой колбы

6. постепенно выдавил из шприца весь раствор NaOH

7. дождался пока прекратится реакция

8. подождал около 10 минут (до полного остывания жидкости с продуктами реакции в правой колбе), пока остынет газ и некоторое количество воды уйдет обратно из левой колбы в среднюю (около 100мл - из-за остывания выделившегося водорода).

9. измерил количество воды в левой колбе, вычитая из него те 10мл, что были выдавлены из шприца.

 

В результате получилось 0.455 литров воды. Повторный эксперимент - 0.462 литров.

А должно быть максимум: 0.3гр Al / 54 (2Al) * 3 (молекулы H₂) * 22.4 = 0.373 литра.

 

Почему результат не сходится?

 

Фото демонстративное, сделано уже после эксперимента.

Изменено 18 Августа, 2012 в 17:27 пользователем magamos

[aversun]

Потому что, что бы получить цифру близкую к 0.373 литра, надо проводить эксперимент про 0 градусов.

[Organik1992]

Вы воду, которую заливали для получения Al(OH)₃, считали?

Ах да, аверсун прав. pV/T=P₁V₁/T₁

Изменено 18 Августа, 2012 в 18:09 пользователем Organik1992

[magamos]

> Потому что, что бы получить цифру близкую к 0.373 литра, надо проводить эксперимент про 0 градусов.

А что, такая существенная разница? В 1.23 раза (делал при 24 градусах)?

 

> Вы воду, которую заливали для получения Al(OH)

Да, я вычел из результата те 10мл раствора, которые залил шприцом.

Изменено 18 Августа, 2012 в 18:15 пользователем magamos

[aversun]

Кроме температуры, надо сделать поправку на атмосферное давление. 22.4 л/моль - верно только для идеальных газов. для реальных газов это значение отличается, причем различия могут превосходить 5-10%, на сколько мне помнится.

[magamos]

Ага, взял формулу из ГОСТ 5494-95 (http://www.chellak.ru/imgchellak/gost5494_95.pdf) для определения содержания алюминия в алюминиевой пудре:

 

Массовую долю активного алюминия X₃, %, вычисляют по формул:

 

X₃ = (P - P₁) * 0.000216 * V / ((273 + t) * M),

 

где P - атмосферное давление, Па;

P₁ - упругость водяных паров при температуре анализа, Па;

0.000216 - коэффициент пересчета водорода на алюминий;

V - объем выделившегося газа, см³;

t - температура в кожуре измерительной бюретки, C;

M - навеска алюминиевой пудры, грамм.

 

Но все равно, почему-то получается 104.8%. Этот метод вообще применим для точных измерений, или я что-то не учитываю?

[aversun]

5% ошибки - очень не плохая для домашнего анализа точность. Сюда, кстати, входят и погрешности определения температуры, давления и объема, возможно есть и некоторая постоянная ошибка, связанная с особенностями вашего анализа..

Изменено 19 Августа, 2012 в 05:40 пользователем aversun

[magamos]

Спасибо большое. Проверил повторно экспериментами с различными навесками алюминия - результаты друг от друга в пересчете на 1 грамм фольги отличаются не более, чем на 1.5%. Этого мне вполне достаточно.

 

Следовательно, мне просто нужно найти алюминий с паспортом анализа, и на его основе я смогу определять состав нужной мне фольги с точностью до 1.5%, делая при одних и тех же условиях два анализа: измеряемого алюминия и контрольного.

 

А может просто у меня была фольга из изотопа алюминий-26, и из-за этого был неправильный результат... :ce:

Изменено 19 Августа, 2012 в 05:35 пользователем magamos

[aversun]

У природного алюминия только один изотоп ²⁷Al

[Леша гальваник]

Имхо, тройное повторение эксперимента с навесками 0,25, 0,5 и 1 г позволит "отловить" и нивелировать ошибки.