Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn

Xác định thực nghiệm 22,4 L/mol bằng butan

Gas Laws Intermediate (High School) 35 phút ~$6,00

Mục tiêu

Xác định thể tích mol khí butan ở điều kiện tiêu chuẩn bằng cách đo khối lượng và thể tích khí thoát ra từ bật lửa.

Bối cảnh

A butane lighter releases pure C₄H₁₀ gas. By weighing the lighter before and after releasing gas into a water-displacement collection system, and measuring the volume collected, the molar volume can be calculated and compared to the theoretical 22.4 L/mol at STP.

Cảnh báo an toàn

  • Butane is extremely flammable — NO open flames during the experiment
  • Ensure adequate ventilation
  • Do not inhale butane

PPE cần thiết

goggles

Vật liệu

  • Butane lighter (1)
    Disposable, transparent preferred
  • Distilled water (1 L)
  • Ice (as needed)
    Optional, for STP correction

Thiết bị

Pneumatic trough or large container Graduated cylinder (500 mL or 1 L) Analytical balance (0.01 g) Thermometer Barometer Rubber tubing

Quy trình

1

Weigh the butane lighter on the analytical balance. Record the mass to 0.01 g.

2 phút
2

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

3 phút
3

Connect rubber tubing to the lighter nozzle. Submerge the other end under the graduated cylinder.

3 phút No flames nearby
4

Release butane slowly into the inverted cylinder, collecting 200-400 mL of gas.

5 phút Butane is flammable
5

Record the volume of gas collected. Equalize water levels first.

2 phút
6

Reweigh the lighter. The mass difference is the mass of butane released.

2 phút
7

Record temperature and pressure. Calculate moles of butane (M=58.12 g/mol). Correct volume to STP using combined gas law.

8 phút
8

Calculate molar volume = V(STP)/n. Compare with theoretical 22.4 L/mol.

5 phút

Kết quả dự kiến

0.3 g butane = 0.00516 mol should occupy about 116 mL at STP. Molar volume should be approximately 22-24 L/mol, within 5-10% of the theoretical 22.4 L/mol.

Dọn dẹp

Ensure no butane remains in the room — ventilate well. Drain water apparatus. Store lighter safely.

Chi tiết

Danh mục
Gas Laws
Độ khó
Intermediate (High School)
Thời gian
35 phút
Chi phí ước tính
$6,00
Số bước
8
Vật liệu
3

Thí nghiệm khác

Áp Suất Hơi và Điểm Sôi 45 min CO₂ và Thử Nghiệm Nước Vôi 20 min Định Luật Charles với Quả Bóng Bay 30 min Hóa Học Lượng Khí với Magie 40 min So Sánh Tốc Độ Khuếch Tán (Định Luật Graham) 30 min Thợ Lặn Descartes 15 min Thu Khí Hydro 35 min Xác Minh Định Luật Boyle 40 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn?
Xác định thể tích mol khí butan ở điều kiện tiêu chuẩn bằng cách đo khối lượng và thể tích khí thoát ra từ bật lửa.
How difficult is Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 35 minutes to complete.
What safety precautions are needed for Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn?
Key safety precautions include: Butane is extremely flammable — NO open flames during the experiment; Ensure adequate ventilation; Do not inhale butane.
What materials are needed for Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn?
The main materials required are: Butane lighter, Distilled water, Ice.
What results should I expect from Thể Tích Mol Khí ở Điều Kiện Tiêu Chuẩn?
0.3 g butane = 0.00516 mol should occupy about 116 mL at STP. Molar volume should be approximately 22-24 L/mol, within 5-10% of the theoretical 22.4 L/mol.