PK WIiTCh GR . 34 Zespół nr 1	Ćwiczenie: 1	Data : 19.10.2000
1. Rynduch Zygmunt 2. Mierzwa Rafał 3. Mielnik Michał	Temat: Wyznaczanie ciepła parowania cieczy z pomiarów prężności pary metodą izoteniskopową.	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 752 mmHg, jednak manometr rtęciowy przy aparaturze wyłączonej wskazywał 700 mmHg, w związku z tym błąd pomiaru wynosi 7%.

Pomiaru dokonaliśmy dla 5 różnych temperatur:

Lp	T[K] 313	T[K] 322	T[K] 329	T[K] 337	T[K] 345
		p [mmHg]	p [mmHg]	p [mmHg]	p [mmHg]	p [mmHg]
1	52	81	103	144	180
2	55	76	101	141	183
3	53	76	101	143
4	pśred = 53,3	pśred = 77,6	pśred = 101,6	pśred = 142,6	pśred = 181,5

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 = -4244,984

DH = -8,314 * (-4244,984)

DH = 35,293 kJ/mol

Wnioski

Wartość tablicowa ΔH toluenu wynosi 33.32kJ/mol, nasza wyznaczona 35.293kJ/mol, daje to w rezultacie błąd rzędu 4,43%.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).

---