Waldemar Guzek

Wydz. BINOŻ

Kier. Biotechnologia

Grupa IV

Ćwiczenie nr 39

Oznaczanie ciepła parowania za pomocą tensymetru.

Data wykonania ćwiczenia

Data oddania sprawozdania

Data zwrotu sprawozdania

Data ponownego oddania sprawozdania

1.Wstęp teoretyczny

By oznaczyć ciepło parowania za pomocą tensometru, skorzystam z równania Clasusiusa- Claperona:

Dp/dT=ΔH_par/T∗(V_par-V_ciecz)

które, przy założeniu, że papa nasycona (pozostająca w równowadze z cieczą ) spełnia równanie gazu doskonałego:

V_par=RT/p°

przyjmuje postać: dp°/dT=ΔH_par∗p°/RT²

Po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu otrzymuję postać:

ln_p°= -ΔH_par/RT+C (C-dowolna stała)

Z tego równania wynika , że zależność ln_p°=f (1/T) jest liniowa a współczynnik kierunkowy równy -ΔH_par/R . Mogę więc bezpośrednio wyznaczyć ciepło parowania np. za pomocą wykresu . Przybliżony wykres zależności liniowej wygląda następująco:

Ln_p°

1/T

Z kąta nachylenia prostej wynika , że : Δln_p°/(Δ1/T)=b i b= -ΔH_par/R .

Pomiar ciśnienia pary nasyconej można dokonać metodą statyczną lub dynamiczną. Metoda statyczna polega na umieszczeniu pewnej ilości cieczy w opróżnionym z powietrza zbiorniku wyposażonym w manometr, który w wyniku parowania odczytuje prężność pary nasyconej.

Tensymetr, na którym wykonuję ćwiczenie , mierzy za pomocą katetometru różnicę poziomów w obu ramionach przyrządu, która odpowiada ciśnieniu pary nasyconej.

FAZA - to część układu oddzielona od pozostałych części wyraźnymi granicami oraz rządzona jednym równaniem stanu.

LICZBA STOPNI SWOBODY - to liczba parametrów układu, które możemy zmieniać nie niszcząc jego struktury.

SKŁADNIKI - są to wszystkie substancje chemiczne, z których zbudowany jest układ.

II REGUŁA FAZ GIBBSA.

Reguła ta określa maksymalną liczbę faz P w stanie równowagi fazowej układu o F stopniach swobody, zawierającego K składników.

F = K + 2 - P

III RÓWNANIE CLAUSIUSA - CLAPEYRONA.

Równanie to przedstawia zależność ciśnienia pary nasyconej od temperatury, dla przemian fazowych.

,

gdzie:

p - ciśnienie,

T - temperatura,

ΔH_par - zmiana entalpii przemiany,

ΔV - zmiana objętości składników (V_p - V_c).

Równanie to można scalkować przy założeniu, że para nasycona spełnia równanie stanu gazu doskonałego oraz uwzględniając, że V_p>>V_c:

.

Z powyższego równania można graficznie lub rachunkowo wyznaczyć ciepło parowania, jeżeli znana jest zależność prężności pary nasyconej od temperatury. Do kreślenia tej zależności służy tensometr.

IV PRAWO PODZIAŁU NERNSTA.

W stanie równowagi pomiędzy dwiema fazami stosunek stężeń (c₁ i c₂) trzeciej substancji rozpuszczonej w każdej z tych faz jest wielkością stałą (zwaną współczynnikiem podziału α) w danych warunkach temperatury i ciśnienia.

,

gdzie:

α - współczynnik podziału,

c₁ - stężenie trzeciej substancji, rozpuszczonej w pierwszej fazie,

c₂ - stężenie trzeciej substancji, rozpuszczonej w drugiej fazie.

Wartość współczynnika α zależy od temperatury, ciśnienia i rodzaju rozpuszczalnika.

CEL I METODA ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie ciepła parowania toluenu przy pomocy tensometru. Pomiarów wysokości słupów rtęci w ramionach manometru dokonuję przy użyciu katetometru.

POMIARY

Lp	t [K]	h1 [mmHg]	h2 [mmHg]	Pc=h2-h1	10^3/T	ln (p/po)
1
2
3
4
5
6
7

---