آزمایش تعیین جرم اتمی فلزات با استفاده از قانون دولانگ

تعیین وزن اتمی منیزیم:

منیزیم عنصری فلزی به رنگ سفید نقره‌ای است که در گروه ۲ جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر در سال ۱۸۰۸ توسط humphrey davy دانشمند انگلیسی کشف گردید. از الکترو لیز نمک کلرید منیزیم و همچنین از آب دریا بدست می‌آید. منیزیم و ترکیبات آن مدت زمان مدیدی است که شناخته شده هستند. منیزیم هشتمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین به حساب می‌آید. این عنصر در نهشته‌های عظیم در کانیهای مگنزیت، دولومیت ودیگر کانی‌ها یافت می‌شود. این عنصر از الکترولیز کلرید منیزیم ناشی از اب‌های نمک دار، چاه‌ها و آب دریا‌ها حاصل می‌شود. منیزیم عنصری سبک به رنگ سفید نقره‌ای است این عنصر به راحتی در درجه حرارت بالا می‌سوزد و شعله سفید رنگ وتابناکی در موقع سوختن نمایان می‌کند. موارد استفاده این عنصر شامل مواد محترقه و منفجره شامل بمب‌های آتش زا می‌باشد. حدود یک سوم ترکیبات الو می‌نیومی و آلیاژهای ضروری برای هواپیما‌ها و موشک‌ها از این عنصر استفاده می‌شود. این عنصر دارای خاصیت جوش خوردگی بهتر از آلومینیوم می‌باشد که برای عناصر آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین برای تولید گرافیتهای حلقه‌ای چدنی کاربرد دارد. همچنین این عنصر یک عامل کاهنده در تولید اورانیوم خالص و نمکهای فلزی است. هیدروکسید، کلرید، سولفات و سیترات منیزیم در دندانپزشکی استفاده می‌شود. به علت اشتعال پذیری بالای این عنصر برای سوخت کوره‌های کارخانه‌ها استفاده می‌شود. ترکیبات آلی منیزیم نقش حیاتی در زندگی گیاهی و جانوری دارند. کلرفیل گیاهان دارای منیزیم است. به علت اشتعال پذیری بالای منیزیم موقع استفاده از این عنصر باید دقت لازم را به عمل بیاوریم. در موقع سوختن منیزیم نباید از آب استفاده کرد.

چهارشنبه ۱۳ اردیبهشت۱۳۹۱ ساعت: ۲۰: ۲۳    درخواست توسط: مریم
سلام
تئوری برای آزمایش تعیین جرم اتمی فلزات با استفاده از قانون دولانگ (آزمایشگاه شیمی فیزیک۱) می‌خواستم.
چون برا نوشتن گزارشکر می‌خوام خواهشا زود برام بفرستید!
باتشکر.

تعیین وزن اتمی منیزیم:

منیزیم عنصری فلزی به رنگ سفید نقره‌ای است که در گروه ۲ جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر در سال ۱۸۰۸ توسط humphrey davy دانشمند انگلیسی کشف گردید. از الکترو لیز نمک کلرید منیزیم و همچنین از آب دریا بدست می‌آید. منیزیم و ترکیبات آن مدت زمان مدیدی است که شناخته شده هستند. منیزیم هشتمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین به حساب می‌آید. این عنصر در نهشته‌های عظیم در کانیهای مگنزیت، دولومیت ودیگر کانی‌ها یافت می‌شود. این عنصر از الکترولیز کلرید منیزیم ناشی از اب‌های نمک دار، چاه‌ها و آب دریا‌ها حاصل می‌شود. منیزیم عنصری سبک به رنگ سفید نقره‌ای است این عنصر به راحتی در درجه حرارت بالا می‌سوزد و شعله سفید رنگ وتابناکی در موقع سوختن نمایان می‌کند. موارد استفاده این عنصر شامل مواد محترقه و منفجره شامل بمب‌های آتش زا می‌باشد. حدود یک سوم ترکیبات الو می‌نیومی و آلیاژهای ضروری برای هواپیما‌ها و موشک‌ها از این عنصر استفاده می‌شود. این عنصر دارای خاصیت جوش خوردگی بهتر از آلومینیوم می‌باشد که برای عناصر آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین برای تولید گرافیتهای حلقه‌ای چدنی کاربرد دارد. همچنین این عنصر یک عامل کاهنده در تولید اورانیوم خالص و نمکهای فلزی است. هیدروکسید، کلرید، سولفات و سیترات منیزیم در دندانپزشکی استفاده می‌شود. به علت اشتعال پذیری بالای این عنصر برای سوخت کوره‌های کارخانه‌ها استفاده می‌شود. ترکیبات آلی منیزیم نقش حیاتی در زندگی گیاهی و جانوری دارند. کلرفیل گیاهان دارای منیزیم است. به علت اشتعال پذیری بالای منیزیم موقع استفاده از این عنصر باید دقت لازم را به عمل بیاوریم. در موقع سوختن منیزیم نباید از آب استفاده کرد.

روش کار:
ابتدا درون یک ارلن تمیز، به مقدار کمی آب می‌ریزیم و سپس در حدود ۱۵ml Hcl غلیظ به آن اضافه می‌کنیم (هنگام برداشتن Hcl غلیظ از عینک ایمنی استفاده کنید) و سپس به ارلن آب اضافه کرده تا ارلن پر شود (تا وسط گردنه ارلن). سپس یک تکه نوار منیزیم را وزن کرده، (m=۰. ۰۲۴ gr) آن را درون بشر انداخته و درپوش ارلن را که لولهٔ شیشه‌ای از وسط آن می‌گذرد، می‌گذاریم. در انتهای لوله شیشه‌ای یک بشر می‌گذاریم.
در درون ارلن واکنش زیر اتفاق می‌افتد: ۲HCl + Mg MgCl۲ + H۲ با پیشرفت واکنش حجم گاز H۲ موجود در ارلن بیشتر شده، با بالا رفتن فشار به سطح مایع درون ارلن فشار می‌آید، از لوله شیشه‌ای بالا آمده و درون بشر می‌ریزد. واکنش تا جایی پیش می‌رود که منیزیم به طور کامل با HCl واکنش دهد. یک دماسنج درون بشر می‌گذاریم تا دمای مایعی که از ارلن به بشر می‌ریزد بدست آید. دما را یادداشت می‌کنیم (T۱=۲۹۷. ۵k). مایع موجود درون بشر را به یک استوانه مدرج منتقل کرده تا حجم مایع بدست آید (V۱=۱۳۸ml). این حجم در واقع‌‌ همان حجم گاز هیدروژنی است که از واکنش منیزیم با محلول HCl تولید شده است.

محاسبات:
فشار آزمایشگاه را نیز (p۱=۷۵۰ mmHg) در نظر می‌گیریم.
شرایط استاندارد را نیز در نظر می‌گیریم، (T۲=۲۷۳ K وp۲=۷۶۰ mmHg).
مقادیر فوق را در فرمول زیر جایگزین کرده تا حجم گاز H۲ در شرایط استاندارد بدست آید:
P۱ V۱ / T۱ = P۲ V۲ / T۲ ۷۵۰×۱۳۸/۲۹۷. ۵ = ۷۶۰×V۲/۲۷۳ V۲=۱۲۴. ۹۶ ml
با توجه به اینکه ۱ mol از هر گازی ۲۲. ۴L حجم دارد تعداد مول H۲ بدست می‌آید:
mol H۲ = ۰. ۱۲۴۹۶L. (۱mol / ۲۲. ۴L) = ۵. ۵۷۸×۱۰-۳ mol H۲
از آنجایی که در فرمول واکنش ضرایب H۲ وMg برابر هستند، در نتیجه: Mol H۲ = mol Mg = ۵. ۵۷۸×۱۰-۳
با استفاده از فرمول زیر وزن اتمی منیزیم بدست می‌آید:
M = m / n = ۰. ۲۴ / ۰. ۰۰۵۵۲۸ = ۴۳. ۰۲۱

محاسبهٔ درصد خطا
۱۰۰ × مقدار واقعی /مقدار تجربی - مقدار واقعی=درصد خطا
۲۴. ۳۰۵۰-۴۳. ۰۲۱/۲۴. ۳۰۵۰ × ۱۰۰ = ۷۷% =درصد خطا

دلایل خطای آزمایش:
عواملی که باعث خطا در آزمایش شده عبارتند از:
۱. مقداری از محلولی که از ارلن بالا امده در لوله باقی مانده که در اندازه گیری حجم گاز H۲ محاسبه نشده. (هوای درون لوله در اندازه گیری حجم H۲ لحاظ نشده).
۲. بشر بر روی میز کار که از جنس سنگ است قرار داده شده بود که از نظر دما عایق نبود در نتیجه دمای محلول ما دارای خطا شده است.
۳. اشکال فنی ترازویی که با آن وزن Mg را اندازه گیری کردیم.