Газовая стехиометрия с магнием

Расчёт молярного объёма при реакции Mg с HCl

Gas Laws Intermediate (High School) 40 мин ~$8,00

Цель

Определить молярный объём водорода при комнатных условиях, взаимодействуя известную массу магниевой ленты с избытком соляной кислоты.

Предпосылки

When magnesium reacts with HCl, hydrogen gas is produced: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. By measuring the mass of Mg used and the volume of H₂ collected, the molar volume at room conditions can be calculated and compared with the theoretical value at STP (22.4 L/mol).

Предупреждения по безопасности

  • HCl is corrosive
  • Hydrogen is flammable — no flames
  • Handle glassware carefully

Требуемые СИЗ

goggles gloves lab_coat

Материалы

  • Magnesium ribbon (0.1 g)
    Accurately weighed
  • Hydrochloric acid (HCl) (30 mL)
    2M, excess
  • Distilled water (500 mL)

Оборудование

Eudiometer tube or graduated cylinder (50 mL) Pneumatic trough Copper wire cage Rubber stopper Analytical balance Thermometer Barometer

Процедура

1

Weigh a 3-4 cm strip of magnesium ribbon accurately. Record mass to 0.001 g.

3 мин
2

Roll the Mg ribbon and secure it in a copper wire cage attached to a rubber stopper.

3 мин
3

Fill the eudiometer tube with 2M HCl. Insert the stopper+Mg assembly, inverting the tube into the trough.

5 мин Handle acid carefully
4

Allow the reaction to complete. All the Mg should dissolve, producing H₂ gas that collects at the top.

10 мин No flames nearby
5

Equalize water levels inside and outside the tube. Read the gas volume at the meniscus.

3 мин
6

Record room temperature and atmospheric pressure.

2 мин
7

Correct for water vapor pressure. Calculate moles of H₂ from Mg mass. Determine molar volume.

8 мин

Ожидаемые результаты

0.1 g Mg = 0.00411 mol, producing 0.00411 mol H₂. At room conditions (~25°C, 1 atm), volume should be about 100 mL. Calculated molar volume at STP should be approximately 22.4 L/mol (±5%).

Уборка

Neutralize remaining HCl with NaHCO₃. Dispose down the drain. Rinse all equipment.

Детали

Категория
Gas Laws
Сложность
Intermediate (High School)
Продолжительность
40 мин
Прим. стоимость
$8,00
Шаги
7
Материалы
3

Ещё эксперименты

CO₂ и тест с известковой водой 20 min Давление пара и точка кипения 45 min Закон Шарля с воздушным шаром 30 min Картезианский водолаз 15 min Молярный объём газа при НУ 35 min Получение водорода 35 min Проверка закона Бойля 40 min Сравнение скоростей диффузии (закон Грэма) 30 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of Газовая стехиометрия с магнием?
Определить молярный объём водорода при комнатных условиях, взаимодействуя известную массу магниевой ленты с избытком соляной кислоты.
How difficult is Газовая стехиометрия с магнием?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 40 minutes to complete.
What safety precautions are needed for Газовая стехиометрия с магнием?
Key safety precautions include: HCl is corrosive; Hydrogen is flammable — no flames; Handle glassware carefully.
What materials are needed for Газовая стехиометрия с магнием?
The main materials required are: Magnesium ribbon, Hydrochloric acid (HCl), Distilled water.
What results should I expect from Газовая стехиометрия с магнием?
0.1 g Mg = 0.00411 mol, producing 0.00411 mol H₂. At room conditions (~25°C, 1 atm), volume should be about 100 mL. Calculated molar volume at STP should be approximately 22.4 L/mol (±5%).