測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量簡(jiǎn)易方法測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量

1、測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量簡(jiǎn)易方法測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量將粘有鎂條的移液管（10ml），插入裝有稀硫酸的細(xì)口試劑瓶 （ 1 25 m l ）中，由移液管中液體體積的變化測(cè)得反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積， 通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程式， 最終計(jì)算出鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。 討論了鎂 條質(zhì)量、硫酸濃度、反應(yīng)體系中空氣體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果表 明，鎂條質(zhì)量的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有大的影響，硫酸的濃度為 1.5 mol?L-1 時(shí)，相對(duì)誤差較小。 但反應(yīng)體系中空氣的體積對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影 響較大。此方法選取的儀器簡(jiǎn)單，操作容易，計(jì)算量少，高中化學(xué)實(shí) 驗(yàn)亦可選用，還可推廣到其他類似的反應(yīng)（Zn與稀硫酸反應(yīng)測(cè)Zn的 相對(duì)原子質(zhì)量）。簡(jiǎn)易法 鎂

2、相對(duì)原子質(zhì)量1 引言自 1919 年質(zhì)譜儀出現(xiàn)并經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)， 利用質(zhì)譜儀已能精確測(cè) 定元素相對(duì)原子質(zhì)量。但在質(zhì)譜法之前，多采用化學(xué)法。目前大學(xué)化 學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中有關(guān)于化學(xué)法測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)， 所用的方 法為置換法。原理如下：利用氣體方程可求出氫氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而可計(jì)算出鎂的摩爾 質(zhì)量，從而也就求得了鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。 為了得到實(shí)驗(yàn)所用的儀器 有量氣管、小試管、漏斗、鐵支持臺(tái)。為了得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，許 多教學(xué)人員進(jìn)行了探索。 如高宗華等人通過(guò)改變連接管的長(zhǎng)度來(lái)改變 體系中的空氣的量，得出了體系中空氣量越少，數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確的結(jié)論； 高宗華、范云霞等人還對(duì)鎂條的用量進(jìn)行了研究， 得出了鎂條的

3、用量 應(yīng)適量(24 28 mg 40 45 mg)的結(jié)論；郭士城等將原實(shí)驗(yàn)裝置中的 小試管改為離心管， 將三角漏斗改為干燥管， 使操作尤其是調(diào)水平環(huán) 節(jié)更為方便， 減小了人為誤差。 蘇州科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院的 劉晟波、虞春妹提出了另一種實(shí)驗(yàn)方法排液稱重量氣法， 該方法 是在細(xì)口瓶?jī)?nèi)盛滿稀硫酸， 迅速將纏繞鎂條的帶橡皮塞的玻璃管插入 細(xì)口瓶中，此時(shí)鎂條上產(chǎn)生的細(xì)小氣泡緩慢上升， 在氫氣上升到瓶口 以前就蓋嚴(yán)瓶塞， 并保證瓶塞處無(wú)空氣此方法隔絕空氣， 反應(yīng)生成的 氫氣上升至反應(yīng)容器頂部， 從而將部分反應(yīng)液從導(dǎo)管中排出， 對(duì)排出 液進(jìn)行稱量即可計(jì)算出氣體的體積。 最后通過(guò)排液稱重量氣計(jì)算出反

4、應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積求得鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。 此方法易于恒溫， 且此 方法能克服操作、空氣、溫度等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，而且鎂的用 量對(duì)實(shí)驗(yàn)也無(wú)較大影響。 排液稱重量氣法在做測(cè)鎂相對(duì)原子質(zhì)量的實(shí) 驗(yàn)室時(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇， 但是由于將纏繞鎂條的帶橡皮塞的玻璃管 插入細(xì)口瓶中要在氣泡上升到瓶口以前蓋嚴(yán)瓶塞， 若操作不慎容易使 氣泡逸出，且要測(cè)反應(yīng)后液面的高度、 稱量細(xì)口瓶及帶橡皮塞的玻璃 管的質(zhì)量，計(jì)算稀硫酸的密度、細(xì)口瓶的容積等，計(jì)算過(guò)程相對(duì)繁瑣 復(fù)雜。因此在稱重法的基礎(chǔ)上，我們簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，只需測(cè)定出反 應(yīng)液體的體積變化，由鎂條的質(zhì)量，求算出鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。此方法操作更加簡(jiǎn)單，計(jì)算容易，能克服

5、操作、溫度等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 影響，而且鎂的用量對(duì)實(shí)驗(yàn)也無(wú)較大影響。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1 試劑、材料及儀器2.1.1 試劑濃硫酸及鎂帶均為分析純。2.1.2 材料砂皮紙、打孔器、橡皮塞、細(xì)口瓶 (125 mL) 、燒杯(100 mL)溫度計(jì)(0 100 0C)、移液管(刻度，10 ml)、容量瓶(100mL2.1.3 儀器電子分析天平，F(xiàn)A1004型，精度0.1 mg氣壓計(jì)， YP-1 型，精度 0.01 kPa3 結(jié)果與討論3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)時(shí)選取不同質(zhì)量的鎂條，不同濃度的稀硫酸，在氣壓、反 應(yīng)溫度等相同的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3 2影響實(shí)驗(yàn)誤差的因素分析及討論3.2.1 系統(tǒng)誤差3.2.2 操作

6、誤差(1) 體系中“死體積”帶來(lái)的誤差。在反應(yīng)裝置中空氣占據(jù)的體積 (即死體積 )對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響， 文獻(xiàn) 3 和6 的作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了討論：“設(shè)反應(yīng)前的“死體積” 為40 mL,在一定條件下反應(yīng)后，反應(yīng)生成的氫氣將水蒸氣帶出，水 蒸氣向死體積擴(kuò)散，反應(yīng)后“死體積”為 40.58mL。測(cè)量時(shí)，將多出 的0.58 mL計(jì)入氫氣的體積，相對(duì)誤差約為1.5 %”。減小“死體積”， 此項(xiàng)誤差減??；完全排除“死體積”,則消除此項(xiàng)誤差。文獻(xiàn) 3 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此結(jié)論。本試驗(yàn)中所用有移液管為10 mL規(guī)格，貝U相對(duì)誤差減小至 0.4 。溶解空氣也會(huì)造成“死體積”增大。故在使用酸液之前應(yīng)驅(qū)趕 溶解的空氣。（ 2）反應(yīng)溫度的影響由表 1 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出， 在室溫為 298-299K 時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差相對(duì)較 小。（3） 反應(yīng)液體體積的影響。鎂與酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)液較少時(shí)，溫度升高較大，溫度 升高時(shí)