ĆWICZENIE 2-1

Wyznaczanie gęstości pary i masy molowej metodą Meyera

1. CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie masy molowej oraz gęstości pary 2 próbek substancji metodą Meyera.

2. WSTĘP TEORETYCZNY

Aby obliczyć masę molową substancji o nieznanym składzie chemicznym możemy posłużyć się metodą Meyera, która polega na przeprowadzeniu ściśle określonej ilości badanej substancji w stan gazowy i pomiarze objętości, jaką ona tworzy w danych warunkach ciśnienia i temperatury. Z metody Meyera możemy jednak skorzystać wyłącznie wtedy, gdy badamy substancję o niezbyt wysokiej temperaturze wrzenia z uwagi na fakt rozkładu chemicznego. Do obliczania masy molowej oraz gęstości pary możemy posłużyć się równaniem dla gazu doskonałego (równaniem Clapeyron'a), które z wystarczającym przybliżeniem opisuje zależności gazów rzeczywistych:

(1)

gdzie,

p [Pa] - jest ciśnieniem atmosferycznym

V [m³] - objętością pary badanej substancji

M [g∙mol^-1] - masą molową badanej substancji

m [g] - masą próbki badanej substancji

R - stała gazowa

T [K]- temperatura

3. WYKONANIE ĆWICZENIA

Aparat użyty do doświadczenia składa się z: łaźni ogrzewającej, cylindrycznego naczynia, w którym umieszczamy próbkę badanej substancji, oraz eudiometru który mierzy objętość wydzielonego gazu. Niezbędny jest także termometr oraz barometr.

1. Przy otwartym zestawie ogrzewamy ciecz w łaźni do wrzenia (woda) około 15 minut tak, aby układ znalazł się w stanie równowagi ( izobara).

2. Następnie umieszczamy ampułkę zatkaną korkiem z odważoną substancją w cylindrycznym naczyniu, w którym będzie zachodzić przemiana cieczy w gaz, po uprzednim zważeniu pustej oraz napełnionej ampułki na wadze analitycznej.

3. Zatykamy korkiem aparat tak, aby gaz nie ulatniał się na zewnątrz. Po ustaleniu się równowagi mierzymy objętość gazu, jaką zajmuje badana substancja w temperaturze otoczenia odczytując ją na skali eudiometru po wyrównani poziomów z naczyniem połączonym (tak aby zachować stałe warunki cieśnienia).

4. Znając masę odważonej substancji, ciśnienie p = b-c, gdzie b oznacza ciśnienie atmosferyczne odczytane na barometrze, a c - jest prężnością pary wodnej w temperaturze pomiaru (T=23˚C) odczytaną z tablic, oraz objętość pary V -odczytanej na audiometrze możemy obliczyć masę molową substancji przekształcając wzór (1):

(2)

5. Gęstość par badanej substancji obliczamy przekształcając wzór (1) względem m/M

(3)

5. Opróżniamy eudiometr, a następnie powtarzamy całe doświadczenie analogicznie dla drugiej próbki substancji - obliczmy M oraz d.

4. OPRACOWANIE WYNIKÓW

5. SPOSTRZEŻENIA i WNIOSKI

Metoda Meyera w prosty i mało pracochłonny sposób pozwala nam wyznaczyć przybliżoną masę molową oraz gęstość par badaniej sobstancji, które w naszym doświadczeniu wynoszą:

Substancja 1: M =

d =

Substancja 2: M =

d =

Metodę tą jednak możemy zastosować tylko dla substancji, które w warunkach doświadczenia nie ulegają przemianom chemicznym (nie rozkładają się).

Ewentualny błąd pomiaru może być wynikiem błędnego odczytu wydzielonego gazu, gdyż w trakcie doświadczenia jego wartość ulegała zmianie ( i nie byliśmy w stanie zaobserwować stanu, w którym układ osiąga równowagę) - oscylacje były dosyć duże.

Poza tym temperatura, którą braliśmy do obliczeń odczytana była na termometrze znajdującym się w sporej odległości od układu doświadczalnego.

- 3 -

---