Y newid mewn màs pan fo magnesiwm yn llosgi

Mae’r gweithgaredd ymarferol yn cymryd tua 30−45 munud. Os oes angen, gellir hepgor y cam olaf, sef gwresogi nes ceir màs cyson, er mwyn cwtogi’r gwaith ymarferol.

Amcanion dysgu

1. Ymchwilio’n ddiogel i losgi magnesiwm i gynhyrchu magnesiwm ocsid.
2. Cofnodi’r newid mewn màs yn gywir.
3. Egluro pam mae’r màs yn newid.
4. Defnyddio data i gyfrifo màs fformiwla cymharol magnesiwm ocsid.

Meini prawf llwyddiant

• Gwresogi’r crwsibl yn ddiogel gyda’r caead arno i atal y llygaid rhag dod i gysylltiad â’r magnesiwm sy’n llosgi (AD1).
• Defnyddio’r efel yn gywir i drosglwyddo’r crwsibl a’r caead yn ddiogel (efallai bydd angen ymarfer hyn tra mae’n oer) (AD1).
• Defnyddio’r glorian màs yn gywir i gofnodi masau drwy ddefnyddio’r swyddogaeth pwyso yn gywir (AD2).
• Egluro’r newid mewn màs drwy gysylltu â gwybodaeth am gadwraeth màs a hafaliadau cytbwys (AD3).
• Cysylltu gwybodaeth am gadwraeth màs â molau i gyfrifo màs fformiwla cymharol (AD4).

Sgaffaldio

Mae dau fersiwn o’r daflen waith ar gael: wedi’i sgaffaldio a Heb ei sgaffaldio. Mae’r daflen wedi’i sgaffaldio yn cynnig mwy o gymorth i alluogi’r dysgwyr i ddeall y cwestiynau. Mae’r atebion i’r taflenni gwaith ar ddiwedd y nodiadau i athrawon. 

Mae cyfarwyddiadau integredig ar gael yn sleidiau’r cyflwyniad.

Nodiadau i dechnegwyr

Darllenwch ein canllawiau iechyd a diogelwch safonol a chynhaliwch asesiad risg cyn gwneud unrhyw waith ymarferol byw.

Cyfarpar

Cyfarpar

• Sbectol diogelwch
• Mynediad at glorian (2 le degol)

Fesul grŵp o ddysgwyr:

• Crwsibl gyda chaead
• Gefel
• Triongl clai
• Llosgydd Bunsen
• Trybedd
• Mat gwrth-wres
• Papur emeri (dewisol)

Cemegion

• Rhuban magnesiwm, wedi’i dorri’n ddarnau 5-10 cm o hyd ymlaen llaw. PERYGL: solid fflamadwy. Magnesiwm ffres a glân sydd orau ar gyfer yr arbrawf hwn. Os yw’r magnesiwm wedi’i darneisio, bydd angen i’r dysgwyr ddefnyddio papur emeri neu bapur tywod i’w lanhau.

Iechyd a diogelwch

• Gwisgwch gyfarpar amddiffyn y llygaid drwy gydol yr arbrawf.
• Rhuban magnesiwm, Mg(s) PERYGL: solid fflamadwy. Gweler Hazcard HC059a CLEAPSS, edrychwch ar SSERC neu cysylltwch â’ch corff cynghori lleol ar ddiogelwch.
• Cymerwch gamau i atal y rhuban magnesiwm rhag cael ei ddwyn. Ni ddylid gadael riliau o ruban magnesiwm allan yn y labordy. Mae’n arfer da cael ychydig o ddarnau wedi’u torri ymlaen llaw a rhoi’r rhain i’r dysgwyr yn ôl yr angen.
• Mae magnesiwm yn llosgi gyda golau gwyn llachar. PEIDIWCH BYTH ag edrych yn syth ar fagnesiwm pan fydd yn llosgi. Sylwer: nid yw edrych drwy fysedd, sbectol haul, gwydr tywyll, gwydr glas na hidlyddion polaroid yn cael ei argymell mwyach.
• Dylai pob dysgwr fod yn sefyll. Dylai’r dysgwyr sydd â gwallt hir ei glymu’n ôl.
• Gofynnwch i’r dysgwyr ymarfer rhoi’r caead ar y crwsibl a’i godi oddi arno, a chodi’r crwsibl oddi ar y triongl clai cyn iddynt ddechrau. Mae hyn hefyd yn gwneud yn siŵr bod yr efel yn gweithio’n iawn.
• Mae’r cyfarpar poeth yn berygl sylweddol yn yr arbrawf hwn. Rhybuddiwch y dysgwyr y bydd hi’n cymryd amser i’r cyfarpar oeri.

Gwaredu

• Crafwch y magnesiwm ocsid sydd ar ôl yn y crwsibl gan ddefnyddio sbatwla a’i waredu fel gwastraff cyffredinol.
• Gellir mwydo crwsiblau am ychydig o oriau neu dros nos mewn hydoddiant asid hydroclorig 0.5 mol dm^-3. Os oes unrhyw solid yn dal ar y gwaelod, rinsiwch yn drylwyr gan ddefnyddio dŵr distyll.
• Mae crwsiblau porslen yn tueddu i gracio’n hawdd os cânt eu hailddefnyddio, ystyriwch ddefnyddio crwsiblau dur gwrthstaen yn lle, neu’r dull amgen o CLEAPSS sy’n defnyddio caeadau poteli.

Dull

1. Cymerwch ddarn o fagnesiwm tua 10−15 cm o hyd. Os yw’n edrych wedi’i darneisio neu’n ddu, glanhewch ef gyda’r papur emeri. Troellwch ef i ffurfio coil llac.
2. Cofnodwch fàs y crwsibl gyda’r caead arno (màs 1) wedyn y crwsibl gyda’r magnesiwm ynddo a’r caead arno (màs 2).
3. Cydosodwch y llosgydd Bunsen ar y mat gwrth-wres gyda’r drybedd. Rhowch y triongl clai dros y drybedd i wneud siâp seren â chwe phigyn, gan wneud yn siŵr ei fod yn ei le’n saff. Rhowch y crwsibl gyda’r magnesiwm ynddo yn y triongl clai a rhoi’r caead arno.
4. Taniwch y llosgydd Bunsen a dechreuwch gynhesu’r crwsibl. Mae’n well dechrau gyda fflam las ysgafn, ond bydd angen i chi wedyn ddefnyddio fflam yn rhuo (gyda’r twll aer yn gwbl agored) i gael yr adwaith i fynd.
5. Pan fydd y crwsibl yn boeth, codwch fymryn ar y caead yn ofalus gyda gefel er mwyn i rywfaint o ocsigen allu mynd i mewn. Efallai byddwch chi’n gweld y magnesiwm yn dechrau fflerio i fyny. Os yw’r caead yn cael ei godi’n rhy hir, yna bydd y cynnyrch magnesiwm ocsid yn dechrau dianc. Peidiwch â gadael i hyn ddigwydd.
6. Daliwch ati i wresogi ac i godi’r caead nes na allwch chi weld rhagor o adwaith.
7. Diffoddwch y llosgydd Bunsen a gadewch i’r cyfarpar oeri.
8. Ail-gofnodwch fàs y crwsibl gyda’r caead arno a gyda’r cynnyrch ynddo (màs 3).
9. Cynheswch y crwsibl eto am ychydig funudau a gadewch iddo oeri eto. Ailadroddwch y cam hwn nes bydd y darlleniadau màs yn gyson. Gwresogi nes ceir màs cyson yw’r enw am hyn.

Nodiadau i athrawon

Dylai’r dysgwyr fod wedi cofnodi’r masau canlynol:

• màs 1 = crwsibl + caead
• màs 2 = crwsibl + caead + magnesiwm
• màs 3 = crwsibl + caead + cynnyrch

Dylai hyn ganiatáu iddynt gyfrifo màs y magnesiwm (màs 2 – màs 1) a màs y cynnyrch (màs 3 – màs 1). Gallent hefyd gyfrifo’r cynnydd mewn màs (màs 3 – màs 2), sy’n cyfateb i fàs yr ocsigen.

Dyma’r hafaliad:

• Magnesiwm + ocsigen → magnesiwm ocsid
• 2Mg + O₂ → 2MgO

Bydd y dysgwyr weithiau’n cael canlyniadau ansicr i’r arbrawf hwn. Mae’n werth gwerthuso’r hyn y maent wedi’i wneud gan fod sawl rheswm pam y gallai eu canlyniadau fod yn siomedig:

• Mae’r cynnyrch magnesiwm ocsid wedi dianc wrth godi’r caead.
• Nid yw’r holl fagnesiwm wedi adweithio (bydd y cynnyrch yn dal i edrych ychydig yn llwyd yn hytrach na gwyn).
• Roeddent wedi procio’r cynnyrch gyda sblint felly ni chafodd y cyfan ei bwyso (mwy cyffredin nag y byddech yn ei ddisgwyl).
• Nid oeddent wedi pwyso’n gywir wrth fesur y màs.
• Cafodd y magnesiwm ei droelli’n rhy dynn felly ni wnaeth y cyfan adweithio.

Canfod fformiwla magnesiwm ocsid

Dull un

• I ddod o hyd i fformiwla magnesiwm ocsid, bydd angen i’r myfyrwyr wybod màs y magnesiwm a màs yr ocsigen. Bydd angen y masau atomig cymharol arnynt hefyd. 24 yw magnesiwm ac 16 yw ocsigen.
• Dylent rannu’r màs â’r màs atomig ar gyfer pob elfen. Mae hyn yn rhoi nifer y molau o bob un.
• Ar ôl gwneud hyn ar gyfer y ddwy elfen, dylent ddod o hyd i’r gymhareb rhwng y ddwy drwy eu rhannu â’r rhif lleiaf.
• Dylai’r gymhareb fod yn agos at 1:1 gan mai fformiwla magnesiwm ocsid yw MgO.
• Enghraifft o gyfrifiad:
  • Màs magnesiwm = 2.39 g
  • Màs magnesiwm ocsid = 3.78 g
  • Felly, màs ocsigen = 1.39 g
  • Nifer y molau o Mg = 2.39/24 = 0.0995
  • Nifer y molau o O = 1.39/16 = 0.0868
  • Rhannwch â’r lleiaf i roi’r gymhareb, tua 1 Mg : 1 O
  • Byddai hyn yn awgrymu fformiwla o MgO, sef y fformiwla gywir

Dull dau

• Bydd ar y dysgwyr angen màs y magnesiwm a màs yr ocsigen sydd wedi cyfuno ag ef. Bydd angen i chi gael copi o’r graff ar gyfer y dosbarth. Bydd angen i grwpiau ddefnyddio gwahanol hydoedd o fagnesiwm er mwyn plotio canlyniadau ar hyd y llinell.
• Bydd yr holl ddysgwyr yn plotio eu masau magnesiwm ac ocsigen ar y graff. Dylai’r rhan fwyaf o ganlyniadau’r dosbarth fod ar neu wrth ymyl y llinell sy’n cynrychioli’r fformiwla MgO, cymhareb o 1:1. Mae hyn yn dangos unrhyw ganlyniadau anomalaidd yn glir a bydd yn helpu i ddarbwyllo’r dysgwyr sydd wedi cael eu siomi gan gymhareb 1:1.25, er enghraifft, mai’r fformiwla gywir go iawn yw MgO.

Cwestiynau dilynol  

Mae atebion i’r cwestiynau dilynol ar y taflenni gwaith i fyfyrwyr ar ddiwedd y nodiadau i athrawon.