Wyznaczenie objętości właściwej roztworu i cząstkowych objętości właściwych składników, ćw. nr 10

Laboratorium termodynamiki

Prowadzący:

Data ćwiczenia:

Data oddania:

1. Cel: Celem doświadczenia jest wyznaczenie objętości właściwej roztworu jako funkcji udziału masowego metanolu w roztworze i uzyskanie odpowiedzi na pytanie czy badany roztwór jest doskonały.

2. Układ pomiarowy: Układ składał się z dziewięciu menzurek, w których znajdowały się mieszaniny wody i metanolu o różnym składzie objętościowym. Laboranci za pomocą densymetrów (aerometrów wyskalowanych w jednostkach gęstości) mierzyli gęstość poszczególnych roztworów.

3. Wyniki pomiarów:.

Tabela 3.1 wyniki pomiarów i obliczeń

nr menzurki	V, ml		m, g		ρ	vr	XCH3OH
	H2O	CH3OH	H2O	CH3OH	kg/m^3	dm^3/kg	%
9	220	40	220	31,7	978	1,02	12,6
8	190	70	190	55,4	964	1,04	22,6
7	160	100	160	79,2	948	1,05	33,1
6	130	130	130	103,0	929	1,08	44,2
5	100	160	100	126,7	906	1,10	55,9
4	70	190	70	150,5	879	1,14	68,3
3	40	220	40	174,2	845	1,18	81,3
2	10	250	10	198,0	809	1,24	95,2
1	0	260	0	205,9	794	1,26	100,0

4. Wzory obliczeniowe:

(1)

(2)

(3)

(4)

5. Przykładowe obliczenia:

= 12,6 %

Gęstość metanolu zaczerpnięta z tablic¹

6. Wykres:

Rysunek 6.1 Wykres objętości właściwej roztworu w funkcji udziału masowego metanolu w roztworze

7. Wnioski: Na podstawie wykresu można stwierdzić, że badany roztwór nie jest doskonały. Przemawia za tym nieliniowy rozkład punktów na wykresie. Roztwory doskonałe charakteryzują się tym, że można przypisać im prostą podczas tworzenia graficznej ilustracji zależności objętości właściwej w funkcji udziału masowego danego składnika roztworu. Na zwrócenie uwagi zasługuje zmierzona wartość gęstości roztworu w pierwszej menzurce. W zasadzie nie był to roztwór lecz sam metanol, czyli gęstość odczytana za pomocą densymetru powinna wynosić 792 kg/m³, a podczas pomiarów wynosiła ona 794 kg/m³. Dokładność odczytu wynosiła 1 kg/m³, co wskazuje, że musiały istnieć jeszcze inne przyczyny tej różnicy. Prawdopodobnie przyczyną tego zjawiska jest to, że skład objętościowy podany przy menzurkach nie odpowiadał składowi rzeczywistemu. Część metanolu mogła odparować, a dodatkową różnicą mogło być mieszanie roztworów z różnych menzurek podczas używania aerometru.

1^ http://www.chemorganiczna.com/content/view/134/6/