Ćwiczenie 8.11
KRZYWA TEMPERATURY WRZENIA UKŁADU CHLOROFORM – ACETON
Opracowanie i dyskusja wyników.

Tabela 1. Objętość roztworów chloroformu i acetonu do przygotowania krzywej wzorcowej

n_D = f( skład)

Numer kolbki	1	2	3	4	5	6
Objętość chloroformu [cm3]	0	2	4	6	8	10
Objętość acetonu [cm^3]	10	8	6	4	2	10

Chloroform
M = 119,38^g/_mol
T_w = 60-62°C
d = 1,48 ^g/_cm³
n_d²⁰= 1,4460

Aceton
M = 58,08 ^g/_mol
T_w = 55-56°C
d = 0,79^g/_cm³
n_d²⁰= 1,3590

Tabela 2. Wyznaczanie krzywej wzorcowej n_D = f(x_A)

Objętość chloroformu [cm^3]	Objętość acetonu [cm^3]	Współczynnik załamania światła
0	10	1,3565
2	8	1,3750
4	6	1,3925
6	4	1,4105
8	2	1,4259
10	0	1,4430

Objętość chloroformu [cm^3]	Objętość acetonu [cm^3]	nD srednie^20	Liczba moli chloroformu	Liczba moli acetonu	Ułamek molowy chloroformu
0	10	1,3565	0	0,14	0
2	8	1,3751	0,025	0,11	0,185
4	6	1,3926	0,05	0,082	0,379
6	4	1,4105	0,075	0,054	0,581
8	2	1,4260	0,1	0,03	0,769
10	0	1,4430	0,12	0	1

Tabela 3. Pomiary temperatury wrzenia i współczynnika załamania światła kondensatu.

Objętość acetonu (kumulatywna) [cm^3]	Objętość chloroformu (kumulatywna) [cm^3]	Temperatura wrzenia [°C]	Współczynnik załamania światła	Liczba moli chloroformu [mol]	Liczba moli acetonu [mol]	XCHCl3	Xaceton
25	0	54,8	1,3565	0	0,341	0	1
25	2	55,8	1,3605	0,025	0,341	0,068	0,932
25	6	56,6	1,3647	0,075	0,341	0,128	0,820
25	8	57,2	1,3670	0,1	0,341	0,181	0,773
25	10	58,6	1,3745	0,125	0,341	0,267	0,732
25	14	59,7	1,3805	0,175	0,341	0,34	0,661
0	25	59,9	1,4430	0,312	0	1	0
5	25	61,8	1,4335	0,312	0,068	0,822	0,179
12	25	62,8	1,4161	0,312	0,164	0,658	0,345
20	25	62,4	1,4022	0,312	0,273	0,535	0,467

Niezbędne obliczenia wykonano w programie Excel.

1. Krzywa wzorcowa - zależność n_D = f(ułamka molowego chloroformu ):

2. Wykres zależności temperatury wrzenia roztworu w funkcji ułamka molowego acetonu w roztworze i parze.

KOMENTARZ DO WYKRESU:

Na wykresie możemy zauważyć nieprawidłowości, które wynikają z tego, że podczas doświadczenia miałyśmy problem z temperaturą, która ulegała znacznym wahaniom z powodu otworzonego w laboratorium okna, które w pewnym momencie zostało zamknięte. Wahania te wpłynęły na niedokładność odczytu pomiarów.
Na wykresie zaznaczono obszar, gdzie krzywe składu roztworu i pary przebiegają źle. Mianowicie krzywa składu pary powinna biec powyżej krzywej składu cieczy.

1. Wyjaśnienie charakteru i przyczyn odstępstw od prawa Raoulta:

Dodatnie odchylenie od prawa Raoulta - lotność składników w roztworze jest większa, niż lotność poszczególnych czystych składników roztworu. Siły przyciągania między cząsteczkami substancji w takim roztworze są mniejsze niż odpowiednie siły przyciągania między cząsteczkami czystych substancji przed ich zmieszaniem w celu utworzenia roztworu. Dodatnie odchylenia od prawa Raoulta występują dość często w roztworach wodnych. Woda jest zasocjowana i dodanie do niej innej substancji może powodować zmniejszenie asocjacji i podwyższenie cząstkowej prężności pary wodnej.

Przy ujemnym odchyleniu od prawa Raoulta siły przyciągania między cząsteczkami
w roztworze są większe, niż odpowiednie siły przyciągania między cząsteczkami czystych składników roztworu. Powoduje to mniejszą lotność składników w roztworze i obniżenie ich prężności par. W niektórych przypadkach w takich roztworach może nastąpić asocjacja lub tworzenie się kompleksów. W roztworach wykazujących ujemne odchylenie od prawa Raoulta obserwuje się
na ogół kontrakcję objętości i wydzielenie się ciepła podczas mieszania składników roztworu.

1. Określenie składu azeotropu:
   Z wykresu odczytujemy, że ułamek molowy chloroformu w badanym azeotropie wynosi 0,67, zaś ułamek molowy acetonu 0,33.

2. Jak będzie zmieniał się skład destylatu jeżeli destylacji poddano roztwór zawierający:

1. X_A=0,05 acetonu i chloroform

W tym przypadku w destylacie będzie znajdować się więcej chloroformu, po wielokrotnym powtórzeniu destylacji otrzymamy czysty chloroform.

1. X_A=0,08 chloroformu i aceton

W tym przypadku w destylacie będzie znajdować się więcej acetonu, po wielokrotnym powtórzeniu destylacji otrzymamy czysty aceton.