Ćwiczenie: 2	Data :
	Temat: Wyznaczanie ciepła parowania cieczy z pomiarów prężności pary metodą izoteniskopowa.	Ocena:

Część teoretyczna.

Temperatura wrzenia jest to temperatura, w której prężność pary nad roztworem równa jest ciśnieniu zewnętrznemu.

Pomiaru prężności pary dokonuje się zazwyczaj dwoma metodami:

a) dynamiczną, w której ustala się w aparaturze określone ciśnienie pary nasyconej, a następnie mierzy się temperaturę wrzenia pod tym ciśnieniem;

b) statyczną, w której przy ustalonej temperaturze mierzymy prężność pary nasyconej. Pomiaru dokonujemy dla różnych temperatur. Metodę tą nazywamy też izoteniskopową.

Rys. Schemat aparatury próżniowej do izoteniskopowego pomiaru prężności pary cieczy:

A - manometr rtęciowy, B - zbiornik buforowy, C - izoteniskop, D - naczynko termostatowe,

E - rurka kapilarna, F - mały zbiornik buforowy, G - chłodnica

Opis wykonania ćwiczenia:

Do zbiorniczka K i manometru M izoteniskopu nalewamy toluenu, tak aby jego poziom był w przyblizeniu taki jak na powyższym rysunku. Zanurzamy izoteniskop w naczynku termostatowym, włączamy obieg wody chłodzącej i ustalamy pierwszą temperaturę pomiarową. Przy zamkniętych kranach 1 i 3 oraz otwartym kranie 2 włączamy pompę, a nastepnie wolno otwieramy kran 1, tak aby słup rtęci w manometrze rtęciowym opadał z nieznaczą 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 cisnienie 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 postepujemy 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_wrz=110.62 *C

- gęstość d=0.866÷0.867 g/cm³

- entalpia parowania w temp. wrzenia ΔH_wrz=43.47 kJ/mol

Ciśnienie atmosferyczne w dniu wykonywania ćwiczenia wynosiło 742 mmHg, jednak manometr rtęciowy przy aparaturze wyłączonej wskazywał 700 mmHg, w związku z tym przeliczyliśmy według proporcji wskazywane ciśnienie na rzeczywiste.

Pomiaru dokonaliśmy dla 3 różnych temperatur:

Lp	T[K] 313	T[K] 318	T[K] 323
		p [mmHg]	p [mmHg	p [mmHg
1	180	259	356
2	184	253	351
3	176	264	358

Wykres ciśnienia od temperatury

Wykres zależności logarytmu ciśnienia od odwrotności temperatury

Obliczenia na podstawie równania Clausiusa-Clapeyrona:

a-kąt nachylenia prostej

Z regresji liniowej powyższego wykresu odczytujemy kąt nachylenia prostej którego tangens jest równy współczynnikowi kierunkowemu prostej wykresu.

a=-4,55

DH=-8,314*1000*(-4,55)

DH=37,86 kJ/mol

Wnioski

Wartość tablicowa ΔH toluenu wynosi 43.47kJ/mol, nasza wyznaczona 37.86kJ/mol, daje to w rezultacie błąd rzędu 12,9%.Na błąd złożyć się mogło kilka powodów (niedokładnie odczytywana: temperatura, różnica poziomów rtęci w U-rurce, niezbyt dobrze oczyszczony po innej substancji izoteniskop, a także przedostanie się pęcherzyków powietrza do zbiorniczka z toluenem).

---