[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
1
Formål
Formålet med dette forsøg er, at bestemme den molare masse af lightergas og derved
sandsynliggøre hvilket stof der benyttes.
Teori
For at finde frem til den molare masse af lightergas bruger man mængdeberegningerne. I dette
tilfælde er det stofmængde beregningen man bruger.
Dog kan stofmængden også findes ved at bruge det periodiske system.
Idealgasloven:
I en gas bevæger molekylerne sig rundt mellem hinanden. Her kan det hænde, at to molekyler
støder sammen eller at de støder ind i beholdervæggen. Dette registreres som gassens tryk. Når
molekylernes gennemsnitsfart bliver støre øges temperaturen og gassens tryk vokser. Trykket måles
i enten bar eller atm (atmosfære). 1 atm svarer til ca. 1,01325 bar. Som sagt afhænger gassernes tryk
STX 2.g
n = m/M
m: masse i gram
M: Molar mængden
målt i g/mol
n: Stofmængden i mol
[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
2
Denne lov angiver sammenhængen mellem en indespærret gasmængdes tryk, stofmængde, volumen
og den absolutte temperatur. Her findes der en ligning, som kaldes idealgasligningen, der ser
således ud:
Den absolutte temperatur regnes ud fra det absolutte nulpunkt. Den angives i K (kelvin). En
temperaturstigning på 1
o
C svarer til en temperaturstigning på 1K. Nedenfor ses sammenhængen
mellem kelvintemperatur (T) og celsiustemperatur (t):
Apparatur og kemikalieliste
Apparatur:
Engangslighter
25cm kapillærslange
25mL måleglas
Balje
Vægt (0,001g)
p * V = n * R * T
p: Tryk V: Volumen
n: Stofmængden R: gaskonstant = 0,0831 L * bar
T: absolutte temp. i kelvin mol * K
[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
3
Skitse af opstillingen
På figur a ses udtømningen af gassen op i måleglasset. På figur b ses aflæsningen af volumen, mens
vandoverfladerne er ens på begge sider.
Beskrivelse af arbejdsgangen
Først fandt vi tingene frem og gjorde os klar til forsøget. Da tingene lå fremme gik vi i gang. Først
satte vi en 25 cm lang kapilærslange direkte på lighterens dys. Efter dette vejede vi lighteren og
slangen med stor nøjagtighed. Derefter fyldte vi vandt i en balje og vand i et 25mL måleglas. Med
stor omhu kom vi måleglasset ned i baljen med hovedet nedad og med forsigtighed kom vi den 25
cm lange kapilærslange ind under måleglaskanten. Da den var inde trykkede vi på den sorte knap,
så der kom gas ud. Da der ca. var fyldt op til ca. 24mL fjernede vi slangen og tørrede den godt og
grundigt af, så der ingen former for vand var tilbage på den. Igen vejede vi lighteren og slangen
med stor nøjagtighed. Da dette var gjort og vi havde noteret vores mål ned, hævede vi måleglasset,
så væskehøjden inde i glasset var den samme som i baljen udenfor. Derefter aflæste vi rumfanget af
gassen. Herefter løftede vi måleglasset, så gassen kunne sive ud. Det burde gøres i et stinkskab, men
da disse var optaget gik vi udenfor for at gøre det. Da alt dette var fuldendt startede vi forfra, hvor
vi var opmærksomme på fejlkilder og usikkerheder.
Måleresultater
Første forsøg:
Masse af
lighter før
Masse af
lighter efter
Masse af gas
Gassens
rumfang
Temp. i K
Tryk p/bar
Stofmængden
13,610g
13,562g
0,048g
24 mL
295,53
0,992
9,7 * 10
-4
Andet forsøg:
Masse af
lighter før
Masse af
lighter efter
Masse af gas
Gassens
volumen
Temp. i K
Tryk p/bar
Stofmængden
13,573g
13,504g
0,069g
24 mL
295,53
0,992
9,7 * 10
-4
Behandling af måleresultater
Beregningseksempler:
Gassens absolutte temperatur beregnes således:
[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
4
Temp. = t
k°
/
c°
+ 273,15°K
= 22,2
k°
/
c°
+ 273,15°K
= 295,35°K
Gassens stofmængde beregnes ved hjælp af idealgasligningen:
.
Stofmængde = 0,992bar * 0,024L
0,0831L*bar * 295,35°K
mol*K
= 9,7 * 10
-4
mol
Gassens masse beregnes således:
m 1 = m. før – m. efter
= 13,610g – 13,562g
= 0,048g
m 2 = m. før – m. efter
= 13,573g – 13,504g
= 0,069g
Gassens molare masse beregnes således:
M 1 = m
n
= 0,048g
9,7 * 10
-4
mol
= 49,48
g
/
mol
M 2 = m
n
= 0,069g
9,7 * 10
-4
mol
= 71,13
g
/
mol
Gassens gennemsnitlige molare masse beregnes således:
Gennemsnit = m 1 + m 2
2
= 49,48
g
/
mol
+
71,13
g
/
mol
2
p * V = n * R * T n = p * V
R * T
[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
5
= 60,31
g
/
mol
Vi har 4 forskellige stoffer, som lightergassen kan består af. Den molare masse beregnes således:
M
Methan
= m/n eller det periodiske system
= 12,001
g
/
mol
+ (4*1,0079)
g
/
mol
= 16,0326
g
/
mol
Kemiske betegnelse
CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
C
4
H
10
Methan
Ethan
Propan
Butan
Molare masse (M)
16,0326g/mol
30,0494g/mol
44,0662g/mol
58,083g/mol
Afvigelse
For at finde frem til hvilket stof lightergas består af, beregner jeg afvigelsen for de 4 forskellige
stoffer.
Methan:
Afvigelse = 60,31
g
/
mol
– 16,0326
g
/
mol
* 100%
16,0326
g
/
mol
= 276,171%
Ethan:
Afvigelse = 60,31
g
/
mol
– 30,0494
g
/
mol
* 100%
30,0494
g
/
mol
= 100,703%
Propan:
Afvigelse = 60,31
g
/
mol
– 44,0662
g
/
mol
* 100%
44,0662
g
/
mol
= 36,8623%
Butan:
Afvigelse = M
måltværdi
- M
tabelværdi
* 100%
M
tabelværdi
[navn fjernet], 2.x November 2007
Molare masse af lightergas
6
Afvigelse = 60,31
g
/
mol
– 58,083
g
/
mol
* 100%
58,083
g
/
mol
= 3,83%
Udfra disse afvigelse kan vi se, at butan har den laveste afvigelse, hvilket må betyde, at det er butan
der er i lightergas. Dermed ligger den gennemsnitlige molare masse, 60,31
g
/
mol
, og butans molare
masse, 58,083
g
/
mol
, utroligt tæt på hinanden. Dette er endnu en grund til, at vi må antage at
indholdsstoffet i lightergas må være butan.
Fejlkilder
I dette forsøg kan man finde en del fejlkilder, som ville have haft en stor indvirkning på resultatet,
fordi man arbejder med meget små enheder. F.eks. hvis måleglasset ikke havde været helt tom for
luft, ville vi have fået en for lille masseforskel, siden noget af volumen allerede var fyldt ud. Dette
ville resultere i en for lille værdi for molare massen af lightergas.
Dermed er det også utrolig vigtig, at man vejer lighteren og slangen præcis, så man ikke regner med
nogle forkerte målinger. En hyppig fejlkilde er, at man glemmer og tørre lighteren ordentlig af, eller
at man kommer til at slippe gassen ud i vandet, som er i baljen, i stedet for inde i måleglasset.
Konklusion
Ud fra dette forsøg kan jeg konkludere, at formålet er fuldendt. Jeg har fundet frem til hvad den
molare masse af lightergas er, og dermed har jeg sandsynliggjort for hvilket stof der benyttes i en
engangslighter. Her har jeg fundet frem til at det må være butan, da det er det stof med den mindste
afvigelse, nemlig 3,83%. Dermed er butan også det stof, som har en molare masse, der ligger
tættest op af lightergassens, nemlig 58,083
g
/
mol.
Dog burde man måske undersøge pentan, da det
måske har en endnu mindre afvigelse og en næsten lige så stor molare masse. Men da dette ikek
stod i opgaven, fastslår jeg, at det jeg har gjort må være rigtig. Dermed et godt og velfornøjet
forsøg.
Dato og underskrift
_____________________________________
(21./11 [navn fjernet])