செய்முறை · செய்முறை 5

செய்முறை 5 — ஒரு வாயுவின் மூலர்க் கனவளவைப் பரிசோதனை மூலம் துணிதல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 4 (வாயு நிலை)

நோக்கம்

அறியப்பட்ட மோல்களின் எண்ணிக்கையில் ஒரு வாயுவை உருவாக்கி, அதன் கனவளவை (volume) அளவிட்டு, வாயு சிரிஞ்சில் (gas syringe) சேகரித்து, வாயுவின் மூலர்க் கனவளவை (molar volume, Vₘ) கணிப்பதும், அதை STP நிலைக்கு திருத்தி (correct) 22.4 dm³ mol⁻¹ உடன் ஒப்பிடுவதுமே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

இப்பரிசோதனையில் சோடியம் கார்பனேட்டும் (Na₂CO₃) நீர்த்த ஐதரோகுளோரிக் அமிலமும் (dilute HCl) தாக்கம் அடைந்து CO₂ வாயுவை வெளியிடுகின்றன:

சமன்படுத்தப்பட்ட தாக்கச் சமன்பாடு

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂(g)
விகிதவியல்: 1 mol Na₂CO₃ → 1 mol CO₂

அளவிடப்பட்ட கனவளவை STP நிலைக்கு திருத்த ஒருங்கிணைந்த வாயு விதியை (combined gas law) பயன்படுத்துகிறோம்:

ஒருங்கிணைந்த வாயு விதி

V_STP = V_measured × (P_measured / P_STP) × (T_STP / T_measured)
STP: T = 273.15 K, P = 101.325 kPa; மூலர்க் கனவளவு Vₘ = V_STP / n

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

உண்மைப் படம் — Practical 5 — Determining the molar volume of a gas experimentally. படம்: Wikimedia Commons.

கூம்புக் குடுவை (conical flask) 250 cm³, உறுதியான சொருகி மற்றும் கடத்தல் குழல் (delivery tube)
வாயு சிரிஞ்சு (gas syringe) 100 cm³
நான்கு கோல் தராசு அல்லது ஆய்வுத் தராசு
வெப்பமானி (thermometer), barometer அல்லது pressure meter
Na₂CO₃ (தரப்பட்ட அளவு, ≈ 0.50 g), நீர்த்த HCl (கனவளவு அதிகமாக)

செய்முறை

சுமார் 0.50 g Na₂CO₃ ஐ துல்லியமாக நிறுத்து (m g), அதன் மோல் எண்ணிக்கையை கணிக்க: n(Na₂CO₃) = m / 106. இது n(CO₂) க்கும் சமம்.
Na₂CO₃ ஐ குடுவையில் வையுங்கள். வாயு சிரிஞ்சை கடத்தல் குழலுடன் இணைக்க.
அதிகமான நீர்த்த HCl ஐ குடுவையில் உள்ள Na₂CO₃ ஐ மூடும் அளவுக்கு சேர்த்து சொருகியை உடனடியாக மூடுக.
தாக்கம் முடியும்வரை காத்திருக்க (குமிழ்கள் நிற்கும்). வாயு சிரிஞ்சின் இறுதி கனவளவை (V cm³) படிக்க.
வெப்பமானியில் அறை வெப்பநிலை (T K) மற்றும் barometer மூலம் அழுத்தம் (P kPa) பதிவு செய்க.
கணிப்பு: V_STP = V × (P/101.325) × (273.15/T); Vₘ = V_STP / n.

அவதானிப்புகள்

HCl சேர்க்கப்படும்போது குடுவையில் CO₂ குமிழ்கள் தோன்றுகின்றன. வாயு சிரிஞ்சின் உருளை (piston) தள்ளப்படுகின்றது. தாக்கம் முடிந்தவுடன் குமிழ்கள் நிற்கின்றன.

அளவீடு	மதிப்பு
Na₂CO₃ திணிவு m / g
CO₂ கனவளவு V / cm³
வெப்பநிலை T / K
அழுத்தம் P / kPa

கணிப்பு உதவியாளர்

அளவிடப்பட்ட V / cm³ மோல்கள் n (CO₂) வெப்பநிலை T / K அழுத்தம் P / kPa

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

நீர்த்த HCl அரிக்கும் தன்மையுடையது; கண்பாதுகாப்புக் கண்ணாடி அணிக.
CO₂ சுவாசத்தை பாதிக்காது, ஆனால் அதிக செறிவில் மூச்சுத்திணறலை ஏற்படுத்தலாம்; நல்ல காற்றோட்டம் உள்ள இடத்தில் செய்யுங்கள்.
குடுவையில் அதிக அழுத்தம் ஏற்படாமல் இருக்கும்படி வாயு சிரிஞ்சு சரியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளதா என்று சரிபார்க்க.

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை

வாயு சிரிஞ்சை இணைக்கும் முன்பே HCl சேர்ப்பது — ஆரம்ப CO₂ வெளிச்சோராமல் போகும்.
அளவிடும்போது வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் பதிவு செய்யத் தவறுதல் — STP திருத்தம் செய்ய இவை கட்டாயம்.
n(CO₂) க்கு Na₂CO₃ திணிவை Mr ஆல் வகுக்காமல் நேரடியாக பயன்படுத்துவது.
தாக்கம் முடிவடைவதற்கு முன்பே கனவளவை படிப்பது.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்