Numer ćwiczenia: 5	Wyznaczanie cząstkowych objętości molowych w układach etanol-woda i KCl-woda.	Data wykonania ćwiczenia:
				Data oddania sprawozdania:
Grupa: C2		Nazwisko sprawdzającego: mgr. J. Łęgowik
Uwagi:		Ocena:

I Cel ćwiczenia

Celem wykonanego ćwiczenia było wyznaczenie jednostkowych objętości molowych na podstawie metody graficznej i obliczeniowej.

II Przebieg ćwiczenia

1. Przygotowano dwie serie roztworów: KCl z wodą (a) oraz alkoholu etylowego z wodą (b) o odpowiednich stężeniach (tab.1) .

2. Zmierzono gęstości roztworów za pomocą miernika gęstości (przyjęto, że podczas pomiarów temperatura i ciśnienie były stałe).

III Wyniki doświadczenia

a)układ etanol-woda

Numer r-ru	VEtOH [cm^3]	Vwoda [cm^3]	dr-ru [g/cm^3]
1	0,0	12,5	0,9994
2	5,5	7,0	0,9435
3	8,5	4,0	0,8921
4	10,5	2,0	0,8575
5	11,5	1,0	0,8313
6	12,5	0,0	0,8065

b)układ KCl-woda

Numer r-ru	VKCl [cm^3]	Vwoda [cm^3]	dr-ru [g/cm^3]
1	0,00	25,00	0,9995
2	0,75	24,25	1,0016
3	2,50	22,50	1,0063
4	5,00	20,00	1,0135
5	10,00	15,00	1,0272
6	15,00	10,00	1,0408
7	25,00	0,00	1,067

Tab.1 Wyniki pomiarów.

IV Opracowanie wyników

Układ etanol-woda.

Obliczono:

- masy etanolu i wody

- całkowtią objętość roztworu jako

- liczby moli składników

- objętość molową roztworu

- ułamek molowy etanolu w roztworach

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli (tab.2a i tab.2b.)

Numer r-ru	VEt [cm^3]	[cm^3]	dr-ru [g/cm^3]	mEt [g]	[g]	Vr-ru [cm^3]
1	0,0	12,5	0,9994	0,00	12,49	12,50
2	5,5	7,0	0,9435	4,44	7,00	12,12
3	8,5	4,0	0,8921	6,86	4,00	12,17
4	10,5	2,0	0,8575	8,47	2,00	12,21
5	11,5	1,0	0,8313	9,27	1,00	12,36
6	12,5	0,0	0,8065	10,08	0,00	12,50

Tab.2a

Numer r-ru	net [mol]	[mol]	V [cm^6/g]	xEt
1	0,00	0,69	0,00	18,02
2	0,10	0,39	0,20	25,00
3	0,15	0,22	0,40	32,81
4	0,18	0,11	0,62	41,41
5	0,20	0,06	0,78	48,13
6	0,22	0,00	1,00	57,12

Tab.2b

Narysowano wykres zależności V = V (x_et)

Wykres 1.

Zależność przedstawiona na wykresie opisana jest równaniem

y = 3,9873x² + 35,217x + 17,964. Współczynnik kierunkowy a stycznej do wykresu obliczono dla danego x_et różniczkując powyższe równanie względem x.

a = 7,974x + 35,217

Korzystając z zależności podanych poniżej obliczono cząstkowe objętości właściwe składników roztworów, wyniki zestawiono w tab.3.

b = 3,9873x² + 35,217x + 17,964 - ax

_et = a + b

_wody = b

Numer r-ru	a	b
1	35,22	17,96	53,18	17,96
2	36,81	17,80	54,61	17,80
3	38,41	17,32	55,73	17,32
4	40,16	16,42	56,58	16,42
5	41,44	15,53	56,97	15,53
6	43,19	13,97	57,16	13,97

Tab.3 Wyniki obliczeń.

Układ KCl-woda.

Obliczono
dla roztworów korzystając ze wzoru:

gdzie d_r-ru - gęstość badanego roztworu;

- gęstość wody;

M_KCl - masa molowa KCl wynosząca M_KCl = 74,55g/mol;

m_r-ru - stężenie molarne badanego roztworu, dane wzorem:

Wyniki zebrano w tabeli (tab.4).

Numer r-ru	VKCl [cm^3]	[cm^3]	dr-ru [g/cm^3]	mr-ru [mol/kg]
1	0,00	25,00	0,9995	0,00	0,00	-
2	0,75	24,25	1,0016	0,04	0,21	27,72
3	2,50	22,50	1,0063	0,15	0,39	28,70
4	5,00	20,00	1,0135	0,30	0,54	26,84
5	10,00	15,00	1,0272	0,58	0,76	26,36
6	15,00	10,00	1,0408	0,86	0,93	25,69
7	25,00	0,00	1,067	1,41	1,19	24,82

Tab.4 Wyniki obliczeń.

Sporządzono wykres zależności
od
.

Wykres 2.

Podczas sporządzania wykresu pominięto dane dla m = 0,15 z powodu znacznego odstępstwa wartości φ od pozostałych roztworów.

Na podstawie wykresu funkcji określono:

Wyznaczono cząstkowe objętości molowe KCl i wody korzystając z zależności:

Gdzie:

Wyniki zebrano w tabeli (tab.5).

Numer r-ru
1	-	-	-
2	27,72	27,41	18,01
3	28,70	28,12	18,01
4	26,84	26,04	18,01
5	26,36	25,24	18,02
6	25,69	24,32	18,03
7	24,82	23,06	18,05

Tab.5 Wyniki obliczeń.

Przeliczono stężenia molarne na molowe na podstawie wzoru:

Wyniki obliczeń umieszczono w tabeli (tab.6).

Numer r-ru		cr-ru [mol/dm^3]
1	-	0,00	0,00
2	27,41	0,04	0,20
3	28,12	0,15	0,39
4	26,04	0,30	0,55
5	25,24	0,57	0,76
6	24,32	0,84	0,92
7	23,06	1,36	1,17

Tab.6 Wyniki obliczeń.

Korzystając z danych zamieszcznych w tabeli sporządzono wykres zależności
od
.

Wykres 3.

Na wykresie nie uwzględniono wartości dla roztworu nr.3, gdyż podobnie jak przy wykresie 2, punkt odpowiadający wynikom dla tego r-ru znacznie odbiegał od zależności liniowej.

W wyniku ekstrapolacji do zera otrzymanej funkcji y = -4,4707x + 28,433, otrzymano wartość cząstkowej objętości molowej KCl:

= 28,433

V Podsumowanie

Celem wykonanego doświadczenia było wyznaczenie cząstkowych objętości molowych składników roztworów, dla KCl-woda metodą pozornej objętości a dla układu etanol-woda metodą graficzną.

7

---