جمع غاز الهيدروجين

توليد الهيدروجين وجمعه من الزنك والحمض

Gas Laws Intermediate (High School) 35 دقيقة ~$10,00

الهدف

توليد غاز الهيدروجين من تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك وجمعه بإزاحة الماء.

الخلفية

When zinc metal reacts with hydrochloric acid, hydrogen gas is produced: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. The gas can be collected by water displacement in an inverted graduated cylinder, allowing volume measurement and mole calculations.

تحذيرات السلامة

  • Hydrogen gas is extremely flammable — NO open flames nearby
  • HCl is corrosive
  • Work in a well-ventilated area
  • Do not seal the system completely — pressure buildup risk

معدات الوقاية الشخصية المطلوبة

goggles gloves lab_coat

المواد

  • Zinc granules (5 g)
  • Hydrochloric acid (HCl) (50 mL)
    2M
  • Distilled water (500 mL)

المعدات

Erlenmeyer flask (250 mL) Rubber stopper with delivery tube Pneumatic trough or large bowl Graduated cylinder (100 mL) Rubber tubing

الإجراء

1

Fill the pneumatic trough with water. Fill the graduated cylinder with water, invert it, and place it in the trough.

5 دقيقة
2

Place 5 g zinc granules in the Erlenmeyer flask.

2 دقيقة
3

Add 50 mL of 2M HCl to the flask. Quickly insert the rubber stopper with delivery tube.

2 دقيقة HCl is corrosive
4

Direct the delivery tube under the inverted graduated cylinder. Collect the hydrogen gas by water displacement.

10 دقيقة No flames — hydrogen is flammable
5

When the reaction slows, record the volume of gas collected. Note temperature and atmospheric pressure.

3 دقيقة
6

Optionally, perform the squeaky pop test: bring a lit splint near a small collection of H₂.

3 دقيقة Very small amount only
7

Calculate moles of H₂ using ideal gas law and compare with moles predicted from zinc mass.

5 دقيقة

النتائج المتوقعة

5 g Zn = 0.076 mol should produce 0.076 mol H₂ = ~1.9 L at STP. The collected volume should be close to this when corrected for temperature and water vapor pressure.

التنظيف

Neutralize remaining acid with sodium bicarbonate. Dispose of zinc chloride solution down the drain. Rinse all equipment.

التفاصيل

الفئة
Gas Laws
الصعوبة
Intermediate (High School)
المدة
35 دقيقة
التكلفة التقديرية
$10,00
الخطوات
7
المواد
3

مزيد من التجارب

اختبار CO₂ وماء الجير 20 min التحقق من قانون بويل 40 min الحجم المولي للغاز عند الظروف القياسية 35 min الغواص الديكارتي 15 min ضغط البخار ونقطة الغليان 45 min قانون شارل مع بالون 30 min قياس حجم غاز مع المغنيسيوم 40 min مقارنة معدل الانتشار (قانون غراهام) 30 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of جمع غاز الهيدروجين?
توليد غاز الهيدروجين من تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك وجمعه بإزاحة الماء.
How difficult is جمع غاز الهيدروجين?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 35 minutes to complete.
What safety precautions are needed for جمع غاز الهيدروجين?
Key safety precautions include: Hydrogen gas is extremely flammable — NO open flames nearby; HCl is corrosive; Work in a well-ventilated area.
What materials are needed for جمع غاز الهيدروجين?
The main materials required are: Zinc granules, Hydrochloric acid (HCl), Distilled water.
What results should I expect from جمع غاز الهيدروجين?
5 g Zn = 0.076 mol should produce 0.076 mol H₂ = ~1.9 L at STP. The collected volume should be close to this when corrected for temperature and water vapor pressure.