sprawozdanie (11)


ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ

LABORATORIUM STUDENCKIE

WYZNACZANIE CIEPŁA PAROWANIA HEKSANU Z POMIARU ZALEŻNOŚCI PRĘŻNOŚCI PARY OD TEMPERATURY.

Wyposażenie ćwiczenia:

Odczynniki: Heksan

WSTĘP

Efekty cieplne towarzyszą nie tylko reakcjom chemicznym; również takie procesy, jak zmiana stanu skupienia (parowanie, kondensacja, topnienie, krystalizacja) czy proces rozpuszczania substancji chemicznych, związane są ze znacznymi efektami cieplnymi.

W procesie parowania cząsteczki cieczy znajdują się w równowadze termodynamicznej z cząsteczkami pary nasyconej o ciśnieniu p i temperaturze T.

Jeżeli przez G(c) oznaczymy entalpię swobodną molową substancji w fazie ciekłej, zaś przez G(g) w fazie gazowej, to zgodnie z drugą zasadą termodynamiki różniczki zupełne rozważanych entalpii swobodnych wynoszą:

0x08 graphic

gdzie S(c), S(g) oznaczają entropię molową cieczy i pary, zaś V(c) i V(g) ich objętości molowe. W stanie równowagi G(c) = G(g), a więc także dG(c) = dG(wobec) i wobec tego

0x08 graphic

0x08 graphic
Po przekształceniu otrzymujemy równanie Clausiusa

gdzie ∆S= S(g)-S(c) oznacza entropię parowania, zaś ∆V=V(g) - V(c) zmianę objętości w procesie parowania.

Ponieważ parowanie jest procesem równowagowym, a stąd także odwracalnym, możemy entropię procesu wyrazić za pomocą ciepła parowania LP w temperaturze T:

0x01 graphic

Wobec tego wstawiając [5] do równania [4] otrzymuje się równanie:

0x08 graphic
[6]

Dla równowagi ciecz-para, można przyjąć założenie, że, ciepło parowania nie zależy od temperatury, co jest w przybliżeniu słuszne dla małego przedziału temperatur. W dużym oddaleniu od punktu krytycznego V(g) >>V(c), także objętość cieczy jest do zaniedbania w stosunku do objętości gazu, a para w tych warunkach spełnia w przybliżeniu równanie stanu gazu doskonałego. Przyjmując te założenia otrzymujemy równanie Clausiusa­-Clapeyrona

0x08 graphic

lub

[b]

Po scałkowaniu, przy założeniu niezależności ciepła parowania od temperatury otrzymujemy:

0x08 graphic

Przy wyznaczaniu molowego ciepła parowania heksanu korzystać będziemy z uproszczonego równania Calusiusa - Caleyrona.

OPRACOWANIE WYNIKÓW

Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli

Lp.

T [°C]

T [K]

xi = 1/T

h1 [mmHg]

h2 [mmHg]

h [mmHg]

p=patm-∆h

ln p=yi

xiyi

xi2

1

22,2

295,35

0,00339

704

65

639

122

4,804

0,0163

1,146E-05

2

28,6

301,75

0,00331

685

87

598

163

5,0938

0,0169

1,098E-05

3

32,3

305,45

0,00327

672

113

559

202

5,3083

0,0174

1,072E-05

4

36,3

309,45

0,00323

655

125

530

231

5,4424

0,0176

1,044E-05

5

39,5

312,65

0,0032

641

143

498

263

5,5722

0,0178

1,023E-05

6

42,7

315,85

0,00317

625

162

463

298

5,6971

0,018

1,002E-05

0x08 graphic
 

0x08 graphic
 

0x08 graphic
 

0x08 graphic
 

0x08 graphic
 

0,01957

0,0004

31,918

0,104

6,386E-05

Ciśnienie atmosferyczne odczytać na barometrze w laboratorium.

Ciśnienie atmosferyczne wynosi: 761 mm Hg.

Sporządzić wykres 0x01 graphic
.

Wykres ln p = f(1/T) przedstawia się następująco:

0x01 graphic

Ze sporządzonego wykresu wyznaczyć współczynnik a i obliczyć molowe ciepło parowania heksanu.

Współczynnik a odczytany z wykresu wynosi -4072,58.

Znając go możemy obliczyć molowe ciepło parowania heksanu ze wzoru:

Hpar. = -8,314 · (-4072,58) = 33859,41 J/mol =33,859 kJ/mol

Porównać otrzymaną wartość molowego ciepła parowania z wartością uzyskaną z obliczeń metodą najmniejszych kwadratów. Współczynnik a oblicza się ze wzoru:

0x01 graphic

gdzie x; = 1/T,

y = lg pi,

n - liczba pomiarów.

0x08 graphic

ΔHpar. = -8,314 · (-4072,58) = 33859,41 J/mol =33,859 kJ/mol

Odszukać w „ Poradniku fizykochemicznym" wartość molowego ciepła parowania heksanu i porównać z wartością otrzymaną z pomiarów (metodą graficzną i metodą najmniejszych kwadratów) - obliczyć odchylenie procentowe.

Wartość molowego ciepła parowania heksanu odczytana z „Poradnika fizykochemicznego” wynosi 28,85 kJ/mol.

5

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Laboratorium sprawozdanie 11
sprawozdanie 11 5
Sprawozdanie (8 11) Tabele
Sprawozdanie 11, Imię i nazwisko
2 Sprawozdanie 11 2013 ?dania makroskopoweid674
Sprawozdanie (8 11)
Sprawozdanie 11, Wydział Fizyki
sprawozdanie (6 11)(1)
91a, Mechanika i Budowa Maszyn PWR MiBM, Semestr I, Fizyka, laborki, sprawozdania z fizykii, fiza la
11, Sprawozdanie 11', SCHEMAT OPRACOWANIA ĆWICZENIA
Sprawozdanie (11 5)
sprawozdanieko 11 KMnO4, Politechnika Białostocka - Ekoenergetyka, semestr I, Chemia, sprawozdania
SPRAWOZDANIE?DI 8 11
sprawozdanie 11
sprawozadanie 11, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma
sprawozdanie 7 11
3 Sprawozdanie 11 2013 ?dania mikroskopowe
Sprawozdanie 11

więcej podobnych podstron