تعیین وزن اتمی منیزیم:
منیزیم عنصری فلزی به رنگ سفید نقره ای است که در گروه 2 جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر در سال 1808 توسط humphrey davy دانشمند انگلیسی کشف گردید. از الکترو لیز نمک کلرید منیزیم و همچنین از آب دریا بدست می آید. منیزیم و ترکیبات آن مدت زمان مدیدی است که شناخته شده هستند. منیزیم هشتمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین به حساب می آید. این عنصر در نهشته های عظیم در کانیهای مگنزیت، دولومیت ودیگر کانی ها یافت می شود. این عنصر از الکترولیز کلرید منیزیم ناشی از اب های نمک دار، چاه ها و آب دریا ها حاصل می شود. منیزیم عنصری سبک به رنگ سفید نقره ای است این عنصر به راحتی در درجه حرارت بالا می سوزد و شعله سفید رنگ وتابناکی در موقع سوختن نمایان می کند. موارد استفاده این عنصر شامل مواد محترقه و منفجره شامل بمب های آتش زا می باشد. حدود یک سوم ترکیبات الو مینیومی و آلیاژهای ضروری برای هواپیما ها و موشکها از این عنصر استفاده می شود. این عنصر دارای خاصیت جوش خوردگی بهتر از آلومینیوم می باشد که برای عناصر آلیاژی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین برای تولید گرافیتهای حلقه ای 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 می شود. به علت اشتعال پذیری بالای این عنصر برای سوخت کوره های کارخانه ها استفاده می شود. 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 می ریزیم و سپس در حدود 15ml 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=0.024 gr ) آن را درون بشر انداخته و درپوش ارلن را که لوله ی شیشه ای از وسط آن می گذرد، می گذاریم. در انتهای لوله شیشه ای یک بشر می گذاریم.
در درون ارلن واکنش زیر اتفاق می افتد: 2HCl + Mg MgCl2 + H2 با پیشرفت واکنش حجم گاز H2 موجود در ارلن بیشتر شده، با بالا رفتن فشار به سطح مایع درون ارلن فشار می آید، از لوله شیشه ای بالا آمده و درون بشر می ریزد. واکنش تا جایی پیش می رود که منیزیم به طور کامل با HCl واکنش دهد. یک دماسنج درون بشر می گذاریم تا دمای مایعی که از ارلن به بشر می ریزد بدست آید. دما را یادداشت می کنیم (T1=297.5k ). مایع موجود درون بشر را به یک استوانه مدرج منتقل کرده تا حجم مایع بدست آید (V1=138ml ). این حجم در واقع همان حجم گاز هیدروژنی است که از واکنش منیزیم با محلول HCl تولید شده است.
محاسبات:
فشار آزمایشگاه را نیز (p1=750 mmHg ) در نظر می گیریم.
شرایط استاندارد را نیز در نظر می گیریم، (T2=273 K وp2=760 mmHg ).
مقادیر فوق را در فرمول زیر جایگزین کرده تا حجم گاز H2 در شرایط استاندارد بدست آید:
P1 V1 / T1 = P2 V2 / T2 750×138/297.5 = 760×V2/273 V2=124.96 ml
با توجه به اینکه 1 mol از هر گازی 22.4L حجم دارد تعداد مول H2 بدست می آید:
mol H2 = 0.12496L .(1mol / 22.4L) = 5.578×10-3 mol H2
از آنجایی که در فرمول واکنش ضرایب H2 وMg برابر هستند، در نتیجه: Mol H2 = mol Mg = 5.578×10-3
با استفاده از فرمول زیر وزن اتمی منیزیم بدست می آید:
M = m / n = 0.24 / 0.005528 = 43.021
محاسبه ی درصد خطا
100 × مقدار واقعی /مقدار تجربی - مقدار واقعی=درصد خطا
24.3050-43.021/24.3050 × 100 = 77% =درصد خطا
دلایل خطای آزمایش:
عواملی که باعث خطا در آزمایش شده عبارتند از:
1. مقداری از محلولی که از ارلن بالا امده در لوله باقی مانده که در اندازه گیری حجم گاز H2 محاسبه نشده. (هوای درون لوله در اندازه گیری حجم H2 لحاظ نشده).
2. 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.
3. اشکال فنی ترازویی که با آن وزن Mg را اندازه گیری کردیم.