การเก็บก๊าซไฮโดรเจน

การสร้างและเก็บไฮโดรเจนจากสังกะสีและกรด

Gas Laws Intermediate (High School) 35 นาที ~$10.00

วัตถุประสงค์

สร้างก๊าซไฮโดรเจนจากปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริกและเก็บโดยการแทนที่น้ำ

ความเป็นมา

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.

คำเตือนด้านความปลอดภัย

  • 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

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็น

goggles gloves lab_coat

วัสดุ

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

อุปกรณ์

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

ขั้นตอนปฏิบัติ

1

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

5 นาที
2

Place 5 g zinc granules in the Erlenmeyer flask.

2 นาที
3

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

2 นาที HCl is corrosive
4

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

10 นาที No flames — hydrogen is flammable
5

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

3 นาที
6

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

3 นาที Very small amount only
7

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

5 นาที

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

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.

การทำความสะอาด

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

รายละเอียด

หมวดหมู่
Gas Laws
ระดับความยาก
Intermediate (High School)
ระยะเวลา
35 นาที
ค่าใช้จ่ายโดยประมาณ
$10.00
ขั้นตอน
7
วัสดุ
3

การทดลองเพิ่มเติม

กฎของชาร์ลส์กับบอลลูน 30 min การตรวจสอบกฎของบอยล์ 40 min การทดสอบ CO₂ และน้ำปูนใส 20 min การเปรียบเทียบอัตราการแพร่ (กฎของเกรแฮม) 30 min ความดันไอและจุดเดือด 45 min นักดำน้ำคาร์ทีเซียน 15 min ปริมาตรโมลาร์ของก๊าซที่ STP 35 min สโตอิชิโอเมทรีของก๊าซด้วยแมกนีเซียม 40 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of การเก็บก๊าซไฮโดรเจน?
สร้างก๊าซไฮโดรเจนจากปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริกและเก็บโดยการแทนที่น้ำ
How difficult is การเก็บก๊าซไฮโดรเจน?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 35 minutes to complete.
What safety precautions are needed for การเก็บก๊าซไฮโดรเจน?
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 การเก็บก๊าซไฮโดรเจน?
The main materials required are: Zinc granules, Hydrochloric acid (HCl), Distilled water.
What results should I expect from การเก็บก๊าซไฮโดรเจน?
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.