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看得見的莫耳---一莫耳的氣體體積有多大?
by yangsp, 2011-04-14 16:09:35, 人氣(5209)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:N0240023  鄭嘉興


看得見的莫耳---一莫耳的氣體體積有多大?

簡介

以排水集氣讓學生清楚看見 1 mole 氣體的體積

示範步驟

1. 用水裝滿一個大塑膠桶,加入食用色素或廣用試劑使水呈色易於觀察,蓋緊瓶蓋。倒置在一個裝有少許的水之塑膠盆中,然後打開瓶蓋。
2. 組合排水集氣裝置,置入84.0 克的碳酸氫鈉在錐形瓶中,橡皮管置入大塑膠桶的開口,如圖一所示。
注意:薊頭漏斗應該插到瓶底。
3. 慢慢地倒入稀鹽酸於薊頭漏斗中,等待鹽酸幾乎用盡再加入,觀察水被排開的情形,如圖二所示。反應結束後,觀察 大塑膠桶內水位的刻度,如三所示。
注意:累積在塑膠盆內的水必須隨時被移除,不要讓水溢出。
圖一  組合排水集氣裝備
圖二  開始產生氣體並排水 圖三  實驗結束後水位明顯降低

請按此連結:看得見的莫耳---一莫耳的氣體體積有多大?,YouTube。(拍攝者:施孟光)

藥品和器材

1.
碳酸氫鈉(小蘇打,NaHCO3,分子量為 84.0),秤取 1 mole 的量,84.0 克。
2.
稀鹽酸,1 M,準備約 100 mL。
3.
大的錐形瓶一個。
4.
薊頭漏斗一支。
5.
橡膠塞一個。
6.
橡皮管,長度約 1.5 m,連接 排水集氣裝置與塑膠桶。
7.
大塑膠盆,放置倒置的塑膠桶。
8.
大塑膠桶,建議體積 30 L,桶身為透明或半透明以利觀察。
9.
食用色素或廣用試劑,呈色之用以利觀察。

原理和概念

1.

 1 mole 碳酸氫鈉和過量的 HCl 反應,產生 1 mole 的二氧化碳,反應式如下:

           NaHCO3(s) + HCl(aq)    CO2(g) + NaCl(aq) + H2O(l)

2.

在標準狀態,1 mole 的二氧化碳有 22.4 L 的體積,可以排開大量的水。

教學提示

1.

加入食用色素或廣用試劑本身並不發生任何反應,主要是其顏色使水位變動易於觀察。

2.

剛開始產生氣體時,由於氣體具有彈性而造成壓力問題,不會馬上產生排水集氣現象,不過壓力充足時,排水集氣現象相當明顯,排水 相當快速。當塑膠盆的水多量時,應該隨時移出。

問題和參考答案

1. 在這實驗中,哪個是過量試劑哪個是限量試劑
答: 鹽酸是過量試劑,小蘇打是限量試劑。
2.  使用二氧化碳氣體來示範本實驗的理由是 什麼
答: 因為二氧化碳難溶於水,而且無毒性。適合於用排水集氣的方式來示範。

參考資料

1. General Chemistry Demos, UW Card Catalog, http://genchem.chem.wisc.edu/demonstrations/General_Chemistry_Demos.html.(擷取日期:2011年04月14日

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。
 

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