חוק הגז האידיאלי

מושגיםהכנת המדריךנוהל לתלמידים
0 צפיות04:06 דק׳
Print Procedure Steps

מקור: סמאא קורים באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, MD, ארה"ב

  1. קביעת המסה של המחלקה הנוזלית הלא ידועה<כפתור="expand">הרחב

    על פי חוק הגז האידיאלי עבור לחץ, טמפרטורה ונפח נתון, מספר השומות של גז באותו נפח הוא תמיד זהה. במעבדה זו תשתמשו בקשר הזה כדי לחשב את המסה המולרית של נוזל לא ידוע. תוכלו לטבול צינור דיומא המכיל את הנוזל הלא ידוע במים רותחים כדי לאדות את הממס. לאחר המתנה של מספר דקות עד שהאדים יתאזנו עם סביבתם, תתנו לאדים להתעבות ואז תמדדו את מסת הנוזל בצינור. המסה המולרית אינה משתנה עם הפאזה, ולכן מסת הנוזל המעובה זהה למסת האדים.

    הנוזלים הלא ידועים הם נדיפים, רעילים ועלולים להיות דליקים, כך שתעבדו במכסה אדים. המדריך שלך יחלק את הלא ידוע שהוקצה לך לצינור Dumas שלך בשבילך. שמור תמיד את צינור הדיומא מכוון הרחק מעצמך ומאחרים. חלק זה של המעבדה משתמש במבער Bunsen להרתיח מים. הקפידו להרחיק את השרוולים, השיער והנוזל הלא מוכר מהלהבה ונקטו משנה זהירות בעבודה סביב נוזלים חמים, זכוכית ומתכת.

    • לפני תחילת המעבדה, לבשו חלוק מעבדה, משקפי בטיחות ושני זוגות כפפות ניטריל. הערה: אצטון והנוזלים הלא ידועים חודרים במהירות לכפפות ניטריל, אז קבלו כפפות חדשות אם אתם נוגעים באחד מהנוזלים האלה. תנו לכפפות הישנות להתייבש במכסה המנוע לפני שתזרקו אותן.
    • חבר קצה אחד של חתיכת צינור לטקס לכניסה הדוקרנית של מבער Bunsen. חברו את הקצה השני של הצינור לסילון הגז שבמכסה המנוע. ודא שהצווארון בבסיס מבער הבונזן סגור.
    • עם מבער Bunsen בבסיס מעמד המעבדה, התאימו מתקן טבעת למעמד המעבדה מעל מבער Bunsen וכווננו את הטבעות כך שהוא יהיה ממורכז 2 אינץ' מעל הלהבה. הדקו את המהדק כדי לקבע את הטבעת במקומה. מניחים ריבוע של גזה תיל על הטבעת כדי ליצור פלטפורמה.
    • לאחר מכן, הדקו בקבוק Erlenmeyer של 500 מ"ל על הרציף עם מהדק בעל 3 שיניים. תקן מהדק מדחום מעל מהדק שלוש שיניים וסובב הרחק מן הצלוחית.
    • ברגע שהמלחציים נמצאים במקומם, הסירו את בקבוק Erlenmeyer. מניחים כמה שבבים רותחים בבקבוק וממלאים אותו לסימן 500 מ"ל במים נטולי יונים.
    • מלאו של 400 מ"ל במים נטולי יונים. הדקו את הבקבוק המלא בחזרה למקומו על משטח התיל.
    • השג מספר מגבות נייר. קרעו מגבת נייר אחת לרצועות שרוחבן כאורך הצוואר המוארך של צינור הדיומא. הערה: הזיזו את מגבות הנייר מהדרך לפני שתדליקו את מבער הבונזן.
    • ודא שחלוץ האש שלך נמצא בהישג יד. לאחר מכן, פתח את סילון הגז, החזק את הקצה המכה קרוב לחלק העליון של מבער הבונזן, וסחט במהירות את הידית הניידת כדי להכות ניצוץ, אשר יצית את הגז.
    • לאחר שהדלקתם את הלהבה, סובבו את הצווארון בבסיס החבית כדי להגביר את זרימת האוויר, מה שיהפוך את הלהבה לחמה יותר. סובב את שסתום הגז כדי להגדיל את גובה הלהבה לכ 4 – 6 אינץ '. הערה: תלמיד אחד חייב להישאר בתחנת העבודה בזמן שמבער הבונזן נמצא בשימוש.
    • הניחו את צינור הדומה בכד נקי של 100 מ"ל והביאו אותו לאיזון אנליטי.
    • Tare את כד הפלסטיק בנפח 250 מ"ל. השתמש במגבון מעבדה כדי להסיר עקבות אבק ושמנים מכל פני השטח של הצינור.
    • החזיקו את הצינורית הנקייה במגבון מעבדה טרי והעבירו אותה בזהירות לכד הפלסטיק. רשום את המסה של שפופרת דיומא הריקה במחברת המעבדה שלך.

      טבלה 1: מסה מולרית של נוזל לא ידוע

      גירסת ניסיוןMass Dumas Tube + UnknownMassEmpty Dumas TubeMassUnknown
      1
      2
      3
      4
      מסה ממוצעתלא ידועה
      סטיית תקן
      <גבול טבלה="1" cellpadding="1" cellspacing="1" height="356" width="546"> לחץ (hPa) טמפרטורה (ºC) טמפרטורה (K) צינור מסה מלא במים (גרם) מים המוניים (גרם) צפיפות מים (גר'/ס"מ3) 1 נפח גז (ס"מ 3) גז שומות (n) מסה מולריתלא ידועה (g/mol) אחוז שגיאה (%) R תיאורטי (hPa·cm3/mol·K) 8.314 × 104 R מחושב (hPa·cm3/mol·K) ההבדל בין R תיאורטי למחושב לחץ כאן להורדת טבלה 1
    • השתמש במגבון מעבדה כדי להעביר את הצינור בחזרה בכד 100 מ"ל שלך.
    • כאשר המדריך שלך קורא לך, הבא את צינור Dumas בכוס למכסה המנוע הייעודי שבו המדריך שלך יוסיף נפח קטן של הלא ידוע לצינור.
    • עטפו את צוואר צינור Dumas במגבות נייר כדי לסייע בשמירה על טמפרטורה קבועה.
    • ברגע שהמים בבקבוק Erlenmeyer רותחים, אבטחו את צינור Dumas במהדק המדחום. בזהירות לסובב את המהדק כך הצינור הוא בשורה עם צוואר בקבוק Erlenmeyer ולאט לאט להוריד את המהדק עד הגוף של צינור Dumas הוא שקוע לחלוטין במים רותחים. הערה: אין לגעת בצלוחית.
    • ברגע שצינור Dumas נמצא במקומו, תקן את מהדק המדחום במקומו וציין את השעה.
    • עכשיו, המתן עד שהנוזל הלא ידוע שלך יתאדה, וזה אמור לקחת 3 – 5 דקות. הערה: מעל המים בבקבוק בכל פעם שמפלס המים יורד.
    • ברגע שאינכם יכולים לראות נוזל בצינור, שימו לב לזמן והמתינו 3 דקות נוספות כדי לאפשר לטמפרטורת האדים וללחץ להתאזן עם סביבתם.
    • הרימו את מהדק המדחום כדי להרים את צינור הדומה מהמים הרותחים. סובב את המהדק הרחק מהבקבוק כך שהצינור יוכל להתקרר באוויר הסביבה.
    • לאחר 2 – 3 דקות, יבשו בזהירות את החלק החיצוני של הצינור עם מגבות נייר. הערה: טיפות המים עדיין עשויות להיות חמות.
    • המתן עד שהצינור יתקרר לטמפרטורת החדר כדי שהאדים יתעבו במלואם. לאחר הקירור, הסר את הצינור מהמהדק וייבש את כל שאריות המים שנותרו על הצינור לפני הצבתו בכד 100 מ"ל. הערה: מים שיוריים יוסיפו מסה.
    • נשא את הכד לאיזון ונקה את החלק החיצוני של הצינור עם מגבון מעבדה. למדוד את המסה. רשום זאת במחברת המעבדה שלך כמסה אחת לאחר המשפט.
    • בצע שלושה ניסויים נוספים באותו אופן. כדי למצוא את המסה של הלא ידוע שנותר לאחר כל משפט, הפחיתו את המסה של צינור דיומא הריק מכל מסה שלאחר המשפט.
    • כשתסיימו את הניסוי הרביעי, כבו את הגז כדי לכבות את מבער הבונזן. יש להמתין 5 דקות לפני פירוק הטבעת, הגזה ומבער הבונזן ממעמד הטבעת.
  2. קביעת עוצמת הקול של שפופרת דומא<לחצן class="expand">הרחב
    • מלאו של 400 מ"ל במים נטולי יונים, והצטיידו בכמה מגבות נייר.
    • מדוד את טמפרטורת המים ורשום את הטמפרטורה במחשב הנייד של המעבדה.
    • במכסה המנוע של המדריך, ממלאים מזרק של 20 מ"ל במים מהכוס ומחברים מחט למזרק.
    • הכניסו בזהירות את המחט לצינור Dumas ודחפו את המים לתוך הצינור. הערה: הימנעו מיצירת בועות אוויר מכיוון שבסופו של דבר יש לסלק את כל האוויר מהצינור.
    • ברגע שהמזרק מתרוקן, מוציאים את המחט, ממלאים את המזרק במים, מחברים מחדש את המזרק ומוסיפים את המים לצינור. חזור על תהליך זה עד שצינור הדומה מלא, ללא בועות אוויר נראות לעין.
    • יבשו היטב את החלק החיצוני של צינור הדיומא. לאחר מכן, שקלו את הצינור המלא במים והפחיתו את מסת הצינור הריק כדי למצוא את מסת המים.
    • הקלט את לחץ האוויר בחדר מהברומטר של המעבדה.
    • חבר את הזרוע הצדדית של בקבוק Büchner למשאבת הוואקום או לשואב האבק הביתי באמצעות צינורות סיליקון.
    • מהדקים את בקבוק המסנן זקוף במכסה המנוע. הכנס פקק חור יחיד עם מתאם צינורות לפיו של בקבוק ביכנר והכנס קצה אחד של חתיכת צינור לטקס מעל המתאם. התאימו את הקצה השני של צינור הלטקס מעל הקצה המוארך של צינור הדומה.
    • השתמש במהדק המדחום כדי להחזיק את צינור Dumas הפוך, ולאחר מכן פתח את קו הוואקום כדי לנקז במהירות את המים לתוך בקבוק המסנן. ברגע שצינור הדיומא מתרוקן, סגור את קו הוואקום ופתח את בקבוק המסנן ואת צינור דומא לאוויר.
    • החזירו את צינור Dumas לכוס של 100 מ"ל והביאו אותה בזהירות למדריך שלכם, אשר יפזר 1 מ"ל אצטון לתוך הצינור.
    • נערו את הצינור עד שכל טיפות המים בצינור התערבבו עם האצטון והחלק הפנימי של הצינור נראה יבש. החזירו את הצינור היבש למדריך. הערה: אם נוזל כלשהו עדיין נראה בצינור, החזיקו את הצינור הפוך מעל ריקה עד שהאצטון יתאדה או יטפטף מהשפופרת.
    • יש לפרק את מנגנון יניקת הוואקום ולהשליך פסולת אורגנית ומזוהמת אורגנוהלידים במיכל המתאים. שפכו את שאריות המים שעברו דה-יוניזציה במורד הניקוז ושטפו את כלי הזכוכית בהתאם לנהלי המעבדה הסטנדרטיים שלכם.
  3. Results
    • קבע את המסה המולרית של התרכובת הלא ידועה שלך. התחל בקביעת שומות האדים באמצעות חוק הגז האידיאלי. הערה: כאשר האדים בצינור נמצאים בשיווי משקל עם סביבתם, יש להם את אותו לחץ כמו החדר ואת אותה טמפרטורה כמו המים הרותחים.
    • עבור הנפח, קבע את מסת המים שמילאה את צינור דיומא. הערה: צפיפות המים היא כ-1 גרם/ס"מ3.
    • בחר את הערך של קבוע הגז האידיאלי עם היחידות הקרובות ביותר לאלה שבהן השתמשת והמר יחידות שאינן תואמות, כגון טמפרטורה.
    • פתור כדי לקבל את מספר השומות של גז בתנאים אלה.
    • מצא את המסה הממוצעת של הלא ידוע מארבעת הניסויים.
    • חשב את סטיית התקן כדי לראות עד כמה התוצאות שלך היו עקביות. חלק את המסה הממוצעת במספר השומות המחושב כדי למצוא את המסה המולרית המשוערת של הלא נודע שלך.
    • השוו ערך זה למסות המולריות של שלושת המועמדים עבור הלא ידוע שלכם - טריכלורואתילן, 1,2-דיכלורואתאן ו-2-ברומופרופאן.
    • זהה את המועמד עם המסה המולרית הקרובה ביותר וחשב את אחוז השגיאה. הערה: גזים נוטים לחקות התנהגות אידיאלית בלחץ אטמוספרי, ולכן אתה צריך להיות בטווח של 10% מערך הספרות.
    • עכשיו שאתם יודעים את המסה המולרית האמיתית של התרכובת שלכם, חשבו מחדש את מספר השומות מהמסה הממוצעת שלכם. באמצעות אותו לחץ, נפח וטמפרטורה כמו קודם, לפתור עבור קבוע הגז. ההבדל בין הקבוע המחושב לקבוע האוניברסלי מייצג את הסטייה מהתנהגות הגז האידיאלית.

Browse More Videos

צינור דומאס