• No results found

Empircalformulaofmagnesiumchloride

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "Empircalformulaofmagnesiumchloride"

Copied!
5
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

     In this lab – you will experimentally determine the mass of each element in the compound.  Once this has been accomplished, you will then follow the steps above to write the empirical  formula.  You will compare your empirical formula calculation to the molecular formula and  answer several thought questions about the procedure/lab results. 

 

Objectives

1. To determine the mass of magnesium chloride produced when a given mass of magnesium is  reacted with excess HCl; 

2. Calculate the empirical formula for magnesium chloride; 

3. Compare the empirical formula obtained experimentally with the accepted molecular  formula; 

4. Analyze the cause of any unexpected experimental results.    

    In this experiment, a measured mass of magnesium will react completely to form magnesium  chloride.  After the magnesium chloride is isolated, the experimental percent magnesium in  magnesium chloride will be calculated and compared to the theoretical value of 25.5%. 

     Whenever an experiment is carried out, an analysis of the sources of error will help determine  the accuracy of the experiment.  The theoretical percent of an element in a compound can be  calculated from its formula.  For example, the percent aluminum in aluminum oxide, Al2O3, is  found by dividing two times the atomic mass of aluminum, 54.0, by the formula mass of Al2O3,  102.0, and multiplying by one hundred.  The result is 52.9%. 

     To obtain good results in this experiment, it is important to remove the water of hydration  from the solid, dry, magnesium chloride.  Repeated moderate heating over a burner flame,  followed by cooling and massing, will result in a constant mass.  If the product is underheated,  some of the water of hydration will remain.  If the product is overheated, some of the magnesium  chloride may decompose or vaporize. 

 

Some additional background 

     A chemical formula that provides the relative number (a ratio) of atoms in a compound that is  always the smallest possible whole­number ratio is called the empirical formula whereas a  chemical formula that indicates the actual numbers and types of atoms in a molecule of a given  compound is called a molecular formula.  Both the empirical and molecular formula have the  same ratio of atoms of each element and the ratios of the moles of each element in the 

compound.  Sometimes the empirical formula is the same as the molecular formula, but this is  not always the case.   For example, the Molecular formula for hydrogen peroxide is H2O2  whereas the empirical formula is HO. However, for many simple ionic compounds the two are  often the same. 

 

Determination of Empirical formula:  Example 

Data:  Mercury forms a compound with chlorine that is 73.9% Hg and 26.1% Cl by mass.  1. Get Grams ­ determine the percent (by mass) of each element in the compound.  So, if 

(2)

Hg: (73.9 g Hg)/(200.6 g Hg/mol Hg) = 0.368 mol Hg  Cl: (26.1 g Cl)/(35.5 g Cl/mol Hg) = 0.735 mol Cl 

3. Divide the larger number of moles (here it is Cl) by the smaller number of moles (here it is  Hg) to get the ratio of moles:  0.735/0.368 = 1.99.  We will round this up to 2. 

4. Write the simplest formula (empirical formula) where the numbers (from step 3) are the  subscripts (if a fraction, eliminate by multiplication to smallest possible whole numbers) is  thus HgCl2

 

Materials:  Balance, evaporation dish, 25 or 50 ml graduated cylinder, ring stand and ring, hot  plate, clay triangle, propane torch, tongs, Magnesium metal, 1.0 M HCl. 

 

Procedure   

Caution: you will be working with HCl, a strong acid.  This acid is corrosive to your clothes,  skin, and sensitive tissues like your eyes.  Be careful, if it is spilled, tell me.  If you get it on  yourself, flush with plenty of water.  In your eyes = Face shower time.  

  Day 1 

1. Answer questions 1­ 7 on the Report sheet. 

2. Measure the mass of a clean, dry evaporating dish labeled with your name. 

3. Place a strip of magnesium in the evaporating dish and determine the mass of the two  together. 

4. Obtain 20.0 ml of 1.0 M HCl in a graduated cylinder. 

5. Slowly add HCl to the evaporation dish – a little at a time (don’t just dump it in!); record  your observations on the report sheet.  Continue adding the HCl until no magnesium is  visible.  Add approximately 1 ml in excess after this occurs. 

6. Return any unused HCl to the flask from which it was obtained. 

7. Put the evaporating dish in the metal pan for your class period in the fume hood.  Note the  position of your dish on the sheet taped to the hood entrance. 

8. Clean up your area; wash the graduated cylinder and put on the drying rack.   

Day 2 

9. Obtain your evaporating dish – record your observations of the contents on the Report Sheet.  10.Measure the mass of the dish and the magnesium chloride – record on Report Sheet. 

11.Set up a ring stand with a ring and triangle.  Heat the evaporating dish and contents for three  minutes using a propane torch set on low and with no flame directly applied to the dishDo not heat intensely, light heat will do it.  Absolutely no redness should appear on the  evaporating dish. 

12.After allowing the dish to cool, measure the mass of the dish and magnesium chloride –  record on Report Sheet. 

13.Repeat the above steps until a constant mass is obtained.  14.Discard the contents in a paper towel in the trash. 

(3)

Report Sheets 

Questions – Answer BEFORE the lab  (3 ea ­­> 21) 

1. Write the definition of both an empirical and molecular formula. 

2. What does it mean to say, “add to excess”?  And, how do you think you will be able to  tell when an excess of HCl has been added to the evaporating dish with the magnesium?   

   

3. Write the formula for the ionic compound magnesium chloride: _______________   

4. Calculate the formula (molar) mass of magnesium chloride: ______________  5. Calculate the theoretical percent (by mass) of magnesium in magnesium chloride.   

         

6. Define the term: Hydration   

     

7. If all of the water of hydration is not removed, will the experimental percent of  magnesium in magnesium chloride be too large or too small?  Explain your answer.   

     

8. What is the purpose (in your words) of this experiment?   

   

Day 1 Lab Observations 

9. Mass of evaporating dish  ____________  with Magnesium: ____________ (3)  10.Observations while adding HCl  (5) 

(4)

Day 2 Lab Observations (note, you may not need 13­15)  

11.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after warming tray: _________ (4)  12.Observations of product after drying overnight:  (3) 

       

13.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after heating #1: ____________ (5)  14.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after heating #2: ____________  15.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after heating #3: ____________  16.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after heating #4: ____________  17.Mass of evaporating dish and magnesium chloride after heating #5: ____________   

Calculations (show your work) 

18.Calculate the amount (grams) of magnesium that reacted:________________  (4)   

 

19. Calculate the moles of magnesium that reacted:___________________  (5)   

 

20.Calculate the mass of magnesium chloride produced:_________________  (4)   

 

21.How many grams of chlorine reacted: _________________  (5)   

 

22.Calculate the number of moles of chlorine that reacted:_________________  (5)   

 

23.Use the results above to determine the ratio of chlorine to magnesium in magnesium  chloride, and write the empirical formula according to your results for magnesium  chloride.   (10) 

     

(5)

Analysis and Conclusions: (5 each ­­> 20) 

25.Explain why an experimental error is more likely to be made in the mass of the  magnesium chloride than the mass of the magnesium.  

                

26.Compare your experimental percent magnesium to the theoretical percent calculated in  prelab question 4.  Suggest a cause for any experimental error. 

                  

27.What is the maximum percent yield possible in a reaction?   

              

28.Suggest ways this experiment could be improved.   

References

Related documents

(In comparison, from model 20 we see that increasing OPEN from 0 to 1 increases the rate of technical progress by 1.2 percent per year which suggests that improving test scores

Rolls-Royce, the global power systems company, has finalised the contract for the order of an additional 57 Adour-powered Hawk Advanced Jet Trainer aircraft for the

Sensitivity analysis was performed on the lower cut-off voltages to differentiate scar area for three types of catheters (Thermocool, Pentaray, and Orion) with three orientations

[r]

After removing benzene in vacuo, the product, an orange oil, was separated by column chromatography (silica gel/acetone). The only product that was eluted from the

In his Fighting for Britain, Skidelsky (2000) provides a direct illustration of the second kind of criticism – the ʹmorals rather than financeʹ critique. In the

Correlations indicated a connection between family attachment and personal identity, which reinforces current research on ethnic-racial socialization and ecological systems

In addition, we describe the generation and characterization of new polyclonal rat and sheep GnRH and mouse hGAP1 antibodies suitable for the detection of GnRH-IR perikarya