Mmmmmmmmmmmmmmm IM sem.IV

• POMIAR STAŁYCH FIZYKOCHEMICZNYCH CIECZY

Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałych fizykochemicznych cieczy dostarczonej w próbówce przez prowadzącego zajęcia.

Stałe, jakie trzeba było ustalić to:

1. Gęstość cieczy - wyznaczana za pomocą piknometru.

2. Napięcie powierzchniowe - wyznaczane metodą stalagmometryczną przy pomocy stalagmometru.

3. Temperatura wrzenia - wyznaczona przy użyciu ebuliometru Świętosławskiego.

4. Współczynnik załamania światła - wyznaczony przy użyciu refraktometru Abbego.

1. Gęstość cieczy

Dane doświadczalne:

Masa pustego piknometru: 69,7456g

Temperatura pomiaru: 26,50C

Temperatura pomiaru dla wody 26,00 C

Masa próbki substancji badanej z piknometrem 91,2433g

Masa próbki wody z piknometrem: 97,0250g

1. Kalibracja piknometru:

Posługując się danymi tablicowymi zależności gęstości wody od temperatury sporządzam wykres:

t [C]	d^t(H2O)
0	0,999841
3,98	0,999973
10	0,999701
20	0,998207
25	0,997048
30	0,995651

Z otrzymanego wykresu wynika, że w zakresie temperatur 25 - 30C możemy z dobrym przybliżeniem przyjąć liniową zależność gęstości wody od temperatury. Zakładając liniowy spadek gęstości wody w zależności od temperatury wyliczamy zmianę gęstości wody w przedziale temperatur 25 - 30 C.

0,995651 - 0,997048 = -0,001397

-0,001397/5 = -0,0002794

26 - 25 = 1

-0,0002794 x 1 = -0,0002794

0,997048 - 0,0002794 = 0,9967686 g/cm³

Wyznaczona na podstawie obliczonego przyrostu gęstość wody w temperaturze pomiaru = 26C wynosi w przybliżeniu do 6 miejsc po przecinku 0,9967686 g/cm³

Masa wody w temperaturze pomiaru wynosi:

97,0250 - 69,7456 = 27,2794g

Objętość piknometru wyliczymy ze wzoru:

V= m/d [cm³] 27,2794 / 0,9967686 = 27,3678cm³

Gęstość badanej cieczy wynosi:

d = m/V [g/cm³] (91,2433 - 69,7456) / 27,3678 = 0,78551g/cm³ dla wody w temp. 26,5C

Gdzie:

d - Gęstość

m - Masa

V - Objętość

Względny błąd pomiaru:

Powyższy pomiar polegał na wyznaczeniu gęstości badanej cieczy za pomocą piknometru.

2. Pomiar napięcia powierzchniowego.

Dane doświadczalne:

Liczba kropel badanej cieczy wypływającej ze stalagmometru (n)	Liczba kropel wody wypływających ze stalagmometru (n0)
105	54
104	51
103	52
103	53
103	53

n = 103,6

Napięcie powierzchniowe obliczam ze wzoru:

Gdzie:

- napięcie powierzchniowe cieczy

₀ - napięcie powierzchniowe cieczy wzorcowej (wody)

n - liczba kropel cieczy wypływających ze stalagmometru

n₀ - liczba kropel cieczy wzorcowej (wody) wypływających ze stalagmometru

d - gęstość cieczy badanej

d₀ - gęstość cieczy wzorcowej

Podstawiając do wzoru wyznaczam wartość napięcia powierzchniowego substancji badanej:

Błąd względny pomiaru dla temp 299,15 K:

3. Temperatura wrzenia danej cieczy.

Ciśnienie atmosferyczne: 760,9 mmHg

Wyznaczona doświadczalnie wartość temperatury wrzenia: 64,1C = 337,25K

Temperaturę wrzenia wyznaczamy za pomocą ebulimetru Świętosławaskiego. Pomiar dokonywany jest pod znanym ciśnieniem ustalanym ze wzoru:

[ C/mmHg]

Gdzie:

t - temp. wrzenia cieczy pod ciśnieniem panującym w trakcie pomiaru.

t_n - temp. wrzenia cieczy pod ciśnieniem normalnym.

p - zmierzone ciśnienie atmosferyczne

Błąd wzglądny dla temperatury wrzenia w C

4. Współczynnik załamania swiatła

Współczynnik załamania światła został odczytany z reflektometru

Współczynnik załamania światła wynosi:

5. Dane tablicowe naszej substancji z najbardziej pasującą substancją z tablic Fizykochemicznych.

Substancja która najbardziej odpowiada moim obliczeniom, a jej dane najbardziej są zbliżone do tablic Fizykochemicznych to: Alkohol Metylowy (Metanol) CH₃OH.

	Dane literaturowe	Dane doswiadczalne
Gęstość	0,7915	0,78551
Napięcie powierzchniowe met. stalagmometryczna: Temperatura 299.15 K	22,28· 10^-3J/m^2
Temperatura wrzenia	337,85 K	337,25 K
Współczynnik załamania światła	1,3305	1,3302

6. Czystość badanej substancji.

Zakładając bezbłędny odczyt wartości współczynnika załamania światła oraz zaniedbywalny wpływ różnicy temperatur pomiędzy danymi tablicowymi a temperaturą pomiaru w doświadczeniu, możemy określić czystość badanej próbki na podstawie analizy współczynnika załamania światła:

Próbka zawiera więc:

zanieczyszczeń

7. Podsumowanie i dyskusja błędów

W przypadku pomiaru temperatury wrzenia, błąd popełniony przez obserwatora wynikał z możliwości niedokładnego odczytu skali na termometrze.

Błąd współczynnika załamania światła polegał na tym samym co błąd popełniony podczas odczytu temperatury. Ponieważ obu tych przypadkach potrzebna jest dobra jakość wzroku laboranta.

Podczas pomiaru gęstości cieczy niewielki błąd w porównaniu z wartościami literaturowymi polega na innej temperaturze pomiaru jak i innej objętości piknometru, co ma istotny wpływ na wynik końcowy.

Największy błąd popełniamy podczas pomiaru napięcia powierzchniowego cieczy. Na błąd pomiaru wpływają bezpośrednio takie czynniki jak: brak stałości w warunkach podczas przeprowadzania pomiaru(zmiana temp. w piknometrze oraz szybkie ulatnianie się do atmosfery cieczy badaniej), także niedokładność w odczycie ilości wypływających kropel ze stalagmometru.

---