微量气体化学

1、.實驗五微量氣體化學: 氣體摩爾重量的測定前言一種氣體化合物，如果知道其重量、體積、溫度及氣壓，便可以計算出它的摩爾重量, Molar Mass（或稱作克摩爾重量或分子量）。在本實驗中,可以在幾分鐘內通過用60-亳升的塑膠注射器來計算各氣體的摩爾重量。首先測定沒有氣體的塑膠注射器重量，然後測定其充滿空氣或純氣體樣品後的重量。通過理想氣體定律用兩種方法計算出樣品氣體的摩爾重量。實驗步驟(a). 測定氣體的摩爾重量的裝置(注射器，釘子及一個橡膠注射器帽)1. 將一個新注射器的活塞向外拉，直至空氣體積最少為54亳升。2. 標記注射器活塞的位置，與有孔的注射器桶頂端水準。3. 標記要接近於活塞中心位置

2、。4. 移去活塞。5. 把一個釘子在火焰下加熱。6. 將熱釘子從注射器軸中心的標記的位置穿過去。7. 去掉釘子，並使其冷卻至室溫。(一套完整摩爾重量裝置包括注射器、釘子及橡膠注射器帽。)(b). 空氣摩爾重量的測定 1. 將活塞完全塞進注射器。2. 將橡膠注射器帽蓋在注射器頭上，擰緊。3. 向外拉動活塞，使得釘子能夠穿過活塞上的洞。4. 這個操作需要兩個人：一個人往外拉活塞，同時另一個人將釘子插進洞裏。5. 釘子應該留在注射器上，保持活塞的位置。6. 用分析天平測量裝置的重量.7. 去掉釘子，釋放活塞。活塞將會還原到之前的位置。8. 去掉橡膠注射器帽並充滿60亳升的空氣。9. 把釘子插入注射器

3、軸上的洞中，排去多餘的空氣，直到釘子交叉放在注射器上。(注意：必須用與之前實驗相同的釘子與橡膠注射器帽。)10. 用分析天平稱量充滿空氣後的重量，計算空氣摩爾重量。(c). 二氧化碳的摩爾重量測定 1. 排去空氣。2. 用一根短的橡膠管將二氧化碳輸送入注射器內。3. 先排去35亳升的氣體以除去橡膠管中的空氣。4. 緩慢地轉移更多的二氧化碳，使注射器軸上的洞最少位於注射器邊沿以外1毫米處。5. 插入釘子，移去橡膠管，把活塞往內推直至釘子在注射器口的交界處， 重新蓋上之前所用的橡膠注射器帽。6. 稱量注射器和氣體的重量。7. 通過讀取注射器內壁上的體積，記錄注射器內氣體的體積。8. 記錄溫度和大氣

4、壓力。計算 I.好的結果需要準確測定溫度, 氣壓和注射器體積值。再用以下的理想氣體定律即可計算氣體的摩爾重量：R = 8.314472 m3 PaK-1 mol-1II.另一種計算方法是用以下的摩爾重量比率公式，以相同的實驗數據進行計算。上面計算氣體摩爾重量的公式可變換成兩種氣體的比率，其中之一是空氣。 空氣的摩爾重量是 28.964 g/mol結果乾燥注射器的重量 g氣體的體積 (in dm3) _L注射器與二氧化碳的重量 _g室內溫度 oC _K二氧化碳的重量 _ g室內大氣壓力 (in kPa) _ kPa數據處理1. 用兩種方法計算氣體的摩爾重量 。正確的單位是什麼？2. 哪個結果最接近於二氧化碳的標準摩爾重量 (44.0 g.mol)? 問題1.若注射器充滿氮氣,重量會比充滿二氧化碳更高或更低？2.為什麼要排去轉移管前面的3-5 亳升氣體？3.如果用此注射器方法, 將裝置固定在不同的位置，能不能得到同樣的摩爾重量結果？4.哪種計算方法(I or II)需要知道沒有氣體存在的時候空注射器的重量？5.為什麼測“空” 的注射器重量時要拉伸出來而不是推進