POMIAR STAŁYCH FIZYKOCHEMICZNYCH CIECZY
METANOL
Gęstość cieczy
Dane doświadczalne:
Masa pustego piknometru: 63,93g
Temperatura pomiaru: 23ႰC
Masa próbki substancji badanej z piknometrem 84,44g
Masa próbki wody z piknometrem: 89,98g
Kalibracja piknometru:
Posługując się danymi tablicowymi zależności gęstości wody od temperatury sporządzam wykres:
t [ႰC] |
dt(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 20 - 25ႰC możemy z dobrym przybliżeniem przyjąć liniową zależność gęstości wody od temperatury. Zakładając liniowy spadek gęstości wody w zależności od temperatury wyliczamy przyrost gęstości wody odpowiadający przedziałowi temperatur 2ႰC w przedziale temperatur 20 - 25 ႰC:
Wyznaczona na podstawie obliczonego przyrostu gęstość wody w temperaturze pomiaru = 23ႰC wynosi:
w temperaturze 23ႰC
Masa wody w temperaturze pomiaru wynosi:
Objętość piknometru wynosi:
Wyznaczanie gęstości cieczy: Dane literaturowe: Błąd względny pomiaru:
Pomiar napięcia powierzchniowego
Dane doświadczalne:
Poziom zerowy cieczy manometrycznej (wody) |
0,7 mm |
||||
|
Pomiar 1 |
Pomiar 2 |
Pomiar 3 |
Pomiar 4 |
Pomiar 5 |
Woda (h'0) [mm] |
48,3 |
48,2 |
48,2 |
48,2 |
48,2 |
Substancja (h') [mm] |
13,9 |
13,9 |
13,8 |
13,8 |
13,8 |
Napięcie powierzchniowe obliczam z wzoru
Przyjmując średnią pomiarów wysokości słupa cieczy manometrycznej h i h0 otrzymujemy:
Od wyznaczonych średnich wartości odejmujemy zerowy poziom słupa cieczy w manometrze:
podstawiając do wzoru wyznaczam wartość napięcia powierzchniowego substancji badanej:
Dane literaturowe: Błąd względny pomiaru:
3. Obliczanie normalnej temperatury wrzenia
Ciśnienie atmosferyczne: 755,4mmHg
Wyznaczona doświadczalnie wartość temperatury wrzenia: 64,5ႰC
Stosunek
dla badanej cieczy: 0,035
Podstawiając do wzoru:
otrzymujemy:
Dane literaturowe: Błąd względny:
64,65
4. Współczynnik załamania światła
Współczynnik załamania światła wyznaczamy bezpośrednio metodą refraktometryczną. Dla kolejnych trzech pomiarów wyniósł on:
|
Pomiar 1 |
Pomiar 2 |
Pomiar 3 |
Współczynnik załamania światła: |
1,330 |
1,330 |
1,330 |
Współczynnik załamania światła wynosi:
Dane literaturowe:
Zakładając zaniedbywalny wpływ różnicy temperatur na wartość współczynnika załamania światła, oraz 100% czystość próbki wyznaczam błąd względny pomiaru:
5. Oznaczanie czystości 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
6. Zestawienie otrzymanych wyników dla metanolu
|
Dane doświadczalne |
Dane literaturowe |
Gęstość |
0,7854 |
0,7866 |
Napięcie powierzchniowe |
|
|
Temperatura wrzenia |
64,65 K |
64,65 K |
Współczynnik załamania światła |
1,330 |
1,327 |
7. Dyskusja błędu
W przypadku pomiaru temperatury wrzenia i współczynnika załamania światła dokładność pomiaru związana jest z bezwładnością ludzkiego oka podczas odczytu wartości ze skali.
Podczas pomiaru gęstości cieczy niewielki błąd popełniamy przyjmując liniową zależność gęstości cieczy (wody) od temperatury w interesującym nas przedziale temperatur.
Największy błąd popełniamy podczas pomiaru napięcia powierzchniowego cieczy odczytując na skali manometrycznej wysokość słupa wody (natychmiastowe cofanie się słupa cieczy manometrycznej po wypchnięciu pęcherzyka powietrza w badanej cieczy). Dodatkowy błąd pomiaru wynika z założeń upraszczających metody (pominięcie wpływu ciśnienia atmosferycznego nad cieczą manometryczną).
JAN RÓŻYCKI
TECHNOLOGIA CHEMICZNA
- 2 -