Grupa: 22 Zespó: 1 |
wiczenie: 2 |
Data: 19.03.97 |
1. Szczepan Bednarz 2. Magdalena Kpczyska 3. Jarosaw Zbroszczyk |
Temat: Wyznaczanie ciepa parowania cieczy z pomiarów prnoci pary metod izoteniskopowa. |
Ocena: |
I. Cz teoretyczna.
Temperatura wrzenia jest to temperatura, w której prno pary nad roztworem równa jest cinieniu zewntrznemu.
Pomiaru prnoci pary dokonuje si zazwyczaj dwoma metodami:
a) dynamiczn, w której ustala si w aparaturze okrelone cinienie pary nasyconej, a nastpnie mierzy si temperatur wrzenia pod tym cinieniem;
b) statyczn, w której przy ustalonej temperaturze mierzymy prno pary nasyconej. Pomiaru dokonujemy dla rónych temperatur. Metod t nazywamy te izoteniskopow.
Rys. Schemat aparatury próniowej do izoteniskopowego pomiaru prnoci pary cieczy:
A - manometr rtciowy, B - zbiornik buforowy, C - izoteniskop, D - naczynko termostatowe,
E - rurka kapilarna, F - may zbiornik buforowy, G - chodnica
Opis wykonania wiczenia:
Do zbiorniczka K i manometru M izoteniskopu nalewamy toluenu, tak aby jego poziom by w przyblizeniu taki jak na powyszym rysunku. Zanurzamy izoteniskop w naczynku termostatowym, wczamy obieg wody chodzcej i ustalamy pierwsz temperatur pomiarow. Przy zamknitych kranach 1 i 3 oraz otwartym kranie 2 wczamy pomp, a nastepnie wolno otwieramy kran 1, tak aby sup rtci w manometrze rtciowym opada z nieznacz szybkoci. Przy pewnym cinieniu przez toluen w manometrze M izoteniskopu zaczn przedostawa si banieczki powietrza znad poziomu toluenu do zbiorniczka K. Przez regulacj kranu 1 mona szybko przedostawania si banieczek ustali na nieznacznym poziomie. Proces odpowietrzania prowadzimy okoo 5 minut. Po odpowietrzeniu zbiorniczka K odcinamy próni przez zakrcenie kranu 1, wpuszczamy do aparatury niewielk ilo powietrza przez chwilowe otwarcie kranu 3, co spowoduje zmniejszenie „rzucania” toluenu w manometrze M. Kolejne otwarcia kranu 3 doprowadzaj do wyrównania si poziomów toluenu w manometrze M. Oznacza to, e cisnienie pary nasyconej nad toluenem w zbiorniczku K jest równe cinieniu powietrza w aparaturze. To ostatnie odczytujemy na manometrze rtciowym, jako rónic poziomów rtci w milimetrach. Analogicznie postepujemy przy kolejnych temperaturach. Jeeli jednak w trakcie wyrównywania poziomów toluenu w manometrze M pcherzyk powietrza przedostanie si do zbiorniczka K, pomiar rozpoczyna si od pocztku.
II. Cz obliczeniowa.
W wiczeniu wyznaczamy ciepo parowania toluenu:
- masa molowa M=92.14 g/mol
- temperatura wrzenia Twrz=110.62 *C
- gsto d=0.866÷0.867 g/cm3
- entalpia parowania w temp. wrzenia Hwrz=43.47 kJ/mol
Cinienie atmosferyczne w dniu wykonywania wiczenia wynosio 742 mmHg, jednak manometr rtciowy przy aparaturze wyczonej wskazywa 700 mmHg, w zwizku z tym przeliczylimy wedug proporcji wskazywane cinienie na rzeczywiste.
Pomiaru dokonalimy dla 6-ciu rónych temperatur:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Obliczenia na podstawie równania Clausiusa-Clapeyrona:
Z ukadu równa przedstawionego poniej moemy wyliczy przy pomocy metody graficznej warto B, a póniej H:
Analiza bdów:
|
|
|
|
1 |
20 |
304.7 |
37.1 |
2 |
30 |
310.2 |
46.6 |
3 |
40 |
330.2 |
92.2 |
4 |
50 |
340.7 |
169.6 |
5 |
60 |
345.7 |
172.8 |
6 |
70 |
351.2 |
190.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3.28E-03 |
1.08E-05 |
1.57E+00 |
5.15E-03 |
1.57E+00 |
1.55E-03 |
2.39E-06 |
2 |
3.22E-03 |
1.04E-05 |
1.67E+00 |
5.38E-03 |
1.67E+00 |
7.19E-04 |
5.16E-07 |
3 |
3.03E-03 |
9.17E-06 |
1.96E+00 |
5.95E-03 |
2.00E+00 |
-3.80E-02 |
1.44E-03 |
4 |
2.94E-03 |
8.62E-06 |
2.23E+00 |
6.54E-03 |
2.16E+00 |
6.66E-02 |
4.44E-03 |
5 |
2.89E-03 |
8.37E-06 |
2.24E+00 |
6.47E-03 |
2.24E+00 |
1.89E-03 |
3.56E-06 |
6 |
2.85E-03 |
8.11E-06 |
2.28E+00 |
6.49E-03 |
2.31E+00 |
-3.28E-02 |
1.08E-03 |
|
1.82E-02 |
5.54E-05 |
1.20E+01 |
3.60E-02 |
|
|
6.96E-03 |
Obliczenia bdu bezwzgldnego i wzgldnego pomiaru H toluenu:
B - bd bezwzgldny
W - bd wzgldny
HT - entalpia parowania toluenu (odczytana z tablic)
HW - entalpia parowania toluenu (wyznaczona w wiczeniu)
Wnioski:
Warto tablicowa H toluenu wynosi 43.47kJ/mol, nasza wyznaczona 32.86 kJ/mol, daje to w rezultacie bd rzdu 24.4%. Poza tym bd pomiaru wynosi okoo 6.0%. Na tak duy bd zoy si mogo kilka powodów (niedokadnie odczytywana: temperatura, rónica poziomów rtci w U-rurce, niezbyt dobrze oczyszczony po innej substancji izoteniskop, a take przedostanie si pcherzyków powietrza do zbiorniczka z toluenem).
Literatura.
1. Sobczyk L., Kisza A., Gatner K., Koll A.: Eksperymentalna chemia fizyczna. PWN, Warszawa 1982.
Wyszukiwarka