chemia fizyczna laboratoria, iwona- chemia fiz. ćw.39, Iwona Frątczak


Iwona Frątczak 99.10.18

wydział chemiczny

kierunek chemia

semestr III

Laboratorium z chemii fizycznej

ćwiczenie Nr 39

Temat:

Oznaczanie ciepła parowania za pomocą tensymertu.

Data wykonania ćwiczenia:

Ocena:

Podpis:

Data oddania sprawozdania:

Ocena:

Podpis:

1.Wstęp:

By oznaczyć ciepło parowania za pomocą tensometru, skorzystam z równania Clasusiusa- Claperona:

Dp/dT=ΔHpar/T∗(Vpar-Vciecz)

które, przy założeniu, że papa nasycona (pozostająca w równowadze z cieczą ) spełnia równanie gazu doskonałego:

Vpar=RT/p°

przyjmuje postać: dp°/dT=ΔHpar∗p°/RT2

Po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu otrzymuję postać:

lnp°= -ΔHpar/RT+C (C-dowolna stała)

Z tego równania wynika , że zależność lnp°=f (1/T) jest liniowa a współczynnik kierunkowy równy -ΔHpar/R . Mogę więc bezpośrednio wyznaczyć ciepło parowania np. za pomocą wykresu . Przybliżony wykres zależności liniowej wygląda następująco:

Lnp°

0x01 graphic

1/T

Z kąta nachylenia prostej wynika , że : Δlnp°/(Δ1/T)=b i b= -ΔHpar/R .

Pomiar ciśnienia pary nasyconej można dokonać metodą statyczną lub dynamiczną. Metoda statyczna polega na umieszczeniu pewnej ilości cieczy w opróżnionym z powietrza zbiorniku wyposażonym w manometr, który w wyniku parowania odczytuje prężność pary nasyconej.

Tensymetr, na którym wykonuję ćwiczenie , mierzy za pomocą katetometru różnicę poziomów w obu ramionach przyrządu, która odpowiada ciśnieniu pary nasyconej.

0x01 graphic

Rys. Wykres zależności Lnp=f(1/T).

III.Obliczenia:

Aby obliczyć ciepło parowania ze wzoru: ΔHpar =-R∗b muszę znać wartość współczynnika kierunkowego prostej (b), który obliczam ze wzoru:

b=ΔY/ΔX

np.:

ΔY=5,22- 4,93=0,29

ΔX=3,35∗103- 3,42∗103=-0,07∗103 [1/K] ,czyli b=-4,14∗103[K]

więc : ΔHpar=-8,31[J/(mol∗K)]∗(-4,14∗103) [K]=34,4∗103[J/mol]

ΔHpar =34,4∗103[J/mol] =34,4[kJ/mol]

[Wartość rzeczywista ΔHpar dla chloroformu w 20°C wynosi 7,97kcal/mol (33,37kJ/mol).]

IV. Opis wykonania ćwiczenia:

Ustalony zakres temperatur : 8 pomiarów co 1-2 stopnie

Włączam termostat zanurzeniowy i sprawdzam na jaką temperaturę nastawiony jest termometr kontaktowy. Temperaturę notuję z dokładnością do 0,1°

Za pomocą katetometru odczytuję wysokość rtęci w ramionach manometru , odpowiednio lewym i prawym. Odczyt powtarzam po pięciu minutach. Wartości zapisuję w tabeli.

Analogicznie postępuję przy następnych pomiarach z wyższymi temperaturami.

Następnie dokonuję przeliczeń wartości z tabeli i wpisuję je w odpowiednie rubryki ( np. h1 -h2=lnp).

Rysuję wykres zależności lnp od 1/T. Z wykresu obliczam współczynnik kierunkowy prostej

B=ΔY/ΔX ,

który podstawiam do wzoru na ciepło parowania : ΔHp= -R ∗b .

V.Wnioski:

Wynik pomiaru ciepła parowania za pomocą tensometru w tym ćwiczeniu różni się od wartości rzeczywistej ciepła parowania chloroformu( 7,97kcal/mol) ,co wynika z niedokładności przeprowadzonych pomiarów ( np. z powodu zużytego sprzętu: rozchwiana luneta w katetometrze , za pomocą której odczytuję wysokość poziomu rtęci ).

Wynik jest więc obarczony błędem systematycznym.

Jedną z przyczyn błędu może być również fakt , że prawdopodobnie nie dochodzi tak naprawdę do stanu równowagi w układzie ciecz-para.



Wyszukiwarka