Opracowanie wyników pomiarów Michał Michalak

1. Na podstawie wyznaczonej masy wody m_w oraz jej gęstości d_w w danej temperaturze pomiaru t, obliczam objętość piknometru V, korzystając z zależności:
   

gdzie:

m_w = 20,4752 [g] - masa wody

t = 22 [^oC] - temperatura pomiarów

d_w = 0,997770 [g cm^-3]

2. Znając masy poszczególnych cieczy organicznych m_s i ich mieszanin m_1,2 oraz objętość piknometru, wyznaczam gęstości ds. i d_1,2 wszystkich badanych cieczy korzystając ze wzoru:
. Obliczenia przedstawiam dla metanolu oraz mieszaniny metanol-dioksan:

Pozostałe wyniki obliczeń zamieściłem w tabeli poniżej.

3. Obliczyłem refrakcję właściwą poszczególnych substancji organicznych r_s oraz ich mieszanin r_1,2, korzystając ze wzoru:

gdzie:

r - refrakcja właściwa

n - współczynnik załamania światła

d - gęstość

4. Obliczam refrakcję molową poszczególnych substancji R_s na postawie wzoru:
,

gdzie:

R - refrakcja molowa

M - masa molowa

5. Korzystając z tabeli „Wartości refrakcji atomowych wraz z poprawkami na szczególne ugrupowania atomowe dla linii D widma sodu”, obliczyłem wartość refrakcji molowej R_D dla każdego składnika mieszaniny:

R_D(metanol) = R_D(węgiel) + 4*R_D(wodór) + R_{D(tlen w grupie OH)}

R_D(metanol) = 2,418cm³mol^-1 + 4*1,100 cm³mol^-1 + 1,525 cm³mol^-1= 8,343 cm³mol^-1

6. Obliczam ułamki molowe x₁ i x₂ składników poszczególnych mieszanin, wykorzystując zależność: x₁ + x₂ = 1 oraz przekształcając wyrażenie:

gdzie:

x₁ - ułamek molowy metanolu w mieszaninie metanol-dioksan

x₂ - ułamek molowy dioksanu w mieszaninie metanol-dioksan

7. Obliczyłem ułamki wagowe w₁ i w₂ składników poszczególnych mieszanin:

gdzie:

w₁ - ułamek wagowy metanolu w mieszaninie metanol-dioksan

w₂ - ułamek wagowy dioksanu w mieszaninie metanol-dioksan

8. Wyniki obliczeń umieszczam w poniższych tabelach:

Tabela wyników obliczeń dla czystych substancji organicznych

Substancja czysta	M [g mol^-1]	ms [g]	ds [g cm^-3]	rs [cm^3 g^-1]	Rs [cm^3 mol^-1]	RD [cm^3 mol^-1]
Metanol	32,04	15,3285	0,747	0,272	8,701	8,343
Etanol	46,07	15,3914	0,750	0,294	13,549	12,961
Dioksan	88,11	21,1810	1,032	0,244	21,538	22,894
Toluen	92,14	17,1034	0,833	0,349	32,139	30,925

Tabela wyników obliczeń dla mieszanin dwuskładnikowych

Mieszanina	m1,2 [g]	d1,2 [g cm^-3]	r1,2 [cm^3 g^-1]	x1	x2	w1	w2	w1	w2
Metanol + Dioksan	18,9745	0,925	0,256	0,67	0,33	0,42	0,58	0,43	0,57
Metanol + Toluen	16,3899	0,799	0,323	0,58	0,42	0,47	0,53	0,33	0,67
Etanol + Dioksan	18,8334	0,918	0,262	0,51	0,49	0,42	0,58	0,35	0,65
Etanol + Toluen	16,3810	0,798	0,331	0,49	0,51	0,47	0,53	0,33	0,67

Celem ćwiczenia było wyznaczenie refrakcji molowych czystych substancji organicznych oraz ich mieszanin dwuskładnikowych dwuskładnikowych stałym stosunku molowym na podstawie pomiarów współczynnika załamania światła oraz gęstości badanych związków organicznych. Uzyskane dane pozwalają określić skład molowy i wagowy badanych mieszanin.

Refrakcja molowa jest w przypadku związków kowalencyjnych wielkością addytywną. Tak jest i w przypadku tych związków, ponieważ wszystkie one posiadają wiązania kowalencyjne.

Obliczone przeze mnie wartości refrakcji molowej są praktycznie takie same jak otrzymane z wartości tablicowych (różnica wynosi do 1,5 cm³ mol^-1). Różnice te, chociaż niewielkie mogą być spowodowane błędami podczas przeprowadzania pomiarów.

3

---