W celu wyprowadzenia wzoru na stalą E należy zastosować równanie Clauciusa-Clapeyrona w postaci:
-.ałkując funkcje od To. do T . i od p4 do p5 otrzymujemy:
1 fdp p (dr |
1 k RT2, | |
Ui ^ _ |
AH p f Tg w | |
P4 |
R |
Tw "Tow |
‘W
. gdzie p, oznacza prężność pary nad czystym rozpuszczalnikiem w T0. (p>). ap(-
pręzność pary rozpuszczalnika nad roztworem w tej temperatime (p,). Przyjmując w przybliżeniu AT0. ■ T.- T0.:
ln-BOr._-[iL.^Ew _ ATw = RTQw ,|n Pol .
Pr R T0w AHp(. Pr
Temperatura wrzenia roztworu ( temp., w której ciśnienie pary nasyconej nad roztworem jest równe ciśnieniu zewnętrznemu) jest wyzsza od temperatury wrzenia czystego rozpuszczalnika o AT. - To. - T.
POr
Z prawa RaouJta wynika, że wielkość In-można zastąpić przez -lnx. Rozwijając tę funkcję w szereg potęgowy i
Pr
zatrzymując dwa pierwsze jego wyrazy otrzymujemy, ze: -lnx, = 1 - x, - x, W przypadku roztworów rozcieńczonych x, -
ns ns 1000 m-Mr Por
-= — . Jeżeli mol a mość roztworu o masie molowej M. wynosi m, to: n, ■ m. n, - -. x, - -- - In-
nr+ns nr Mr 1000 pr
Ostatecznie otrzymujemy wzór ebuliometryczny dla idealnego roztworu rozcieńczonego:
ATW =
RT,
Ow
AK,
1000 AH,
c RT02w • M r RT(
•m = E • m -» E = ——-L = -1
ARpar ' nr AH,
p* ‘-“‘par *-" par "r ‘ par
AH„. jest entalpią parowania 1 kg rozpuszczalnika. A entalpią molową.
Ebuliometria zajmuje się pomiarami opartymi na wyznaczaniu temperatur wrzenia i kondensacji układów jedno i wieloskładnikowych, które tworzą co najmniej jedną fazę ciekłą. Ze względu na zjawisko przegrzewania się cieczy nie ustala się dokładnej temperatury wrzenia, a jedynie różnice między temperaturami wrzenia poszczególnych roztworów.
Metodami ebuliometrycznymi można oznaczyć różne wielkości fizykochemiczne jak: temperaturę wrzenia, stopień czystości substancji ciekłych, zmiany temperatury wrzenia roztworów w zależności od stężenia, stałą ebulioskopową rozpuszczalnika, masę cząsteczkową substancji nielotnej tworzącej roztwór doskonały i inne.
Celem ćwiczenia był pomiar różnicy temperatur wrzenia acetonu cz.d.a. i roztworu tioacetamidu w acetonie oraz wyznaczenie masy molowej tioacetamidu na podstawie dokonanych pomiarów.
E doi««»dcz*-na acetonu = 1,480 E acetonu = 1,762
ATt«oretyciP»« = 1®
M t>o*cetam idu = 79 [g/mol]
Do pomiarów ebuliometrycznych używa się specjalnych przyrządów zwanych
ebuliometrami. W doświadczeniu używany był ebuliometr Świętosławskiego i termometr różnicowy Beckmana.
2