Работа №13. Кислород

4.1. Получение кислорода. Газометр. Нагреть в отдельных пробирках небольшое количество перманганата или нитрата калия и доказать выделение кислорода (как?). Написать уравнения соответствующих реакций. Какими еще способами можно получить кислород в лаборатории? Указать достоинства и недостатки каждого из них? Написать уравнения соответствующих реакций.

В лаборатории, на производстве кислород часто хранят­ в стальных баллонах (баллоны окрашены в голубой цвет). В небольшом количестве кислород может храниться в стеклянном газометре (см. рис. 13).

Заполнение газометра кислородом. Рассчитать, какое количество KMnO₄ необходимо взять для заполнения данного газометра кислородом. Отвесить рассчитанное коли­чество KMnO₄, перенести в пробирку (или реторту), закреп­ленную в штативе и снабженную длинной газоотводной трубкой. Нагреть пробирку с КМnО₄ и, убедившись в выделении кисло­рода (как?), вынуть пробку из нижнего тубуса и ввести в газометр через тубус ( 1 ) конец газоотводной трубки. По мере поступления кислорода в газометр вода из него вытека­ет в раковину через открытый тубус (4). После наполнения газометра кислородом вынуть газоотводную трубку из тубуса, закрыть его пробкой и налить воду в воронку (3). Для от­бора кислорода из газометра необходимо открыть краны (1) и (2). Вода, поступая из воронки в бутыль, вытесняет из него кислород, который выходит через трубку с краном (1). При отборе кислорода из газометра необходимо следить за тем, чтобы воронка была наполнена водой.

4.2. Определение молекулярной массы кислорода.

	Собрать прибор (рис. 24) и проверить его на герметичность. Взве­сить сухую пробирку (1) с точностью до 0,01 г. На­сыпать в пробирку немного КСlО3 (бертолетовая соль) и затем взвесить ее с та­кой же точностью. Навеска бертолетовой соли должна быть в пределах 0,3-0,4 г.
Рис.24. Определение молекулярной массы кислорода

Добавить в пробирку в качестве катализатора немно­го (0,1-0,2 г) свежепро­каленной МnO₂ и снова взвесить пробирку Осторожным встряхиванием перемешать содержимое пробирки. Заполнить колбу (2) через бюретку (3) (объем бюретки 100 мл), насыщенным раствором поваренной соли на 2/3 ее объема. (Почему кислород собирают над насыщенным раствором поваренной соли?)

Присоединить к колбе пробирку с КСlО₃. Установить бю­ретку так, чтобы раствор в колбе и бюретке был на одном уровне, при этом раствор должен занимать только нижнюю часть бюретки. Записать, на каком уровне находится раст­вор в бюретке. Осторожно нагреть пробирку и постепенно опускать бюретку так, чтобы уровни раствора в колбе и бюретке все время совпадали. Когда уровень жидкости в бюрет­ке перестанет изменяться, нагревание прекратить, охладить прибор до комнатной температуры и, приведя жидкость в колбе и бюретке к одному уровню, записать показания бю­ретки. Объем выделившегося кислорода определить по раз­ности показаний бюретки до и после опыта. Взвесить про­бирку и по разнице масс найти массу выделившегося кисло­рода. Записать барометрическое давление и температуру раствора поваренной соли.

Вычислить молекулярную массу кислорода по уравнению Менделеева-Клапейрона. При расчете учесть, что давление выделившегося кислорода равно разности между барометри­ческим давлением и упругостью водяных паров над насыщен­ным раствором NaCl, при температуре опыта. Определить от­носительную ошибку опыта.