105750

Opis wykonania ćwiczenia:

Do zbiorniczka K i manometru M izoteniskopu nalewamy toluenu, tak aby jego poziom był w przybliżeniu taki jak na powyższym rysunku. Zanurzamy izoteniskop w naczyńku termostatowym, włączamy obieg wody chłodzącej i ustalamy pierwszą temperaturę pomiarową. Przy zamkniętych kranach 1 i 3 oraz otartym kranie 2 włączamy pompę, a następnie wDlno otwieramy kran 1. tak aby słup rtęci w manometrze rtęciowym opadał z nieznaczną szybkością. Przy pewnym ciśnieniu przez toluen w manometrze M izoteniskopu zaczną przedostawać się banieczki powietrza znad poziomu toluenu do zbiorniczka K. Przez regulację kranu 1 można szybkość przedostawania się banieczek ustalić na nieznacznym poziomie. Proces odpowietrzania prowadzimy około 5 minut. Po odpowietrzeniu zbiorniczka K odcinamy próżnię przez zakręcenie kranu 1. wpuszczamy do aparatury niewielką ilość powietrza przez chwilowe otwarcie kranu 3, co spowoduje zmniejszenie ..rzucania" toluenu w manometrze M. Kolejne otwarcia kranu 3 doprowadzają do wyrównania się poziomów toluenu w manometrze M. Oznacza to. że ciśnienie pary nasyconej nad toluenem w zbiorniczku K jest równe ciśnieniu powietrza w aparaturze. To ostatnie odczytujemy na manometrze rtęciowym, jako różnicę poziomów rtęci w milimetrach. Analogicznie postępujemy przy kolejnych temperaturach. Jeżeli jednak w trakcie wyrównywania poziomów toluenu w manometrze M pęcherzyk powietrza przedostanie się do zbiorniczka K, pomiar rozpoczyna się od początku.

Część obliczeniowa.

W ćwiczeniu wyznaczamy ciepło parowania toluenu:

-    masa molowa M=92.14 g/mol

-    temperatura wrzenia T *,7=110.62 °C

-    gęstość d=0.866^0.867 g/cm³

-    entalpia parowania w temp. wrzenia AHw,_?=33.32 kJ/mol Obliczenia na podstawie równania Clausiusa-Clapeyrona:

dp_

dT

AH RT‘

1„ p=-— + C

RT

I ^R

T

AH = —ln p RT AH = —Ra a =tga «=8.314[^]

a-kąt nachylenia prostej

Wnioski

W powyższym doświadczeniu badaliśmy zależność prężności pary nasyconej toluenu w funkcji temperatury. Wszystkie zespoły miały dodatkowo za zadanie obliczenie ciepła parowania toluenu AH°. Wartość błędów pomiarowych dla większości zespołów waha się od -10 - 10 %, przy czym dla dwóch zespołów wartość ta widocznie odbiega od przeciętnej (-15,61 % i 49,78 %). Średnia wartość AH° wynosi 33,62 [kJ/mol] co daje błąd względny 0,91%. Wynika z tego iż pomiar ciepła parowania przez wszystkie zespoły miał dużą dokładność lecz małą precyzję.