Реферат: Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу фізичної хімії

Рис. 6. Прилад для вимірювання тиску насиченої пари рідини

Пускають воду в зворотний холодильник, запалюють газовий паль­ник під склянкою з водою і слідкують за рідиною в колбі. Газовий пальник регулюють так, щоб полум'я було невеликим і нагрівало серед­ню частину склянки з водою. Ознакою того, що рідина в колбі закипіла, є незмінність температури. При цьому спостерігається безперервне ут­ворювання краплин рідини, що стікає із зворотного холодильника. Після того, як рідина закипіла, записують температуру кипіння і покази ма­нометра (h₁ і h₂ - в лівому і правому коліні ртутного манометра). Далі обережно відкривають кран, що з'єднує прилад з атмосферою; і збільшують тиск на 20—30 мм рт. ст. Коли рідина закипить знову, витримують 2-3 хвилини і записують температуру та покази маномет­ра. Таким, чином тиск поступова доводять до атмосферного, зробивши при цьому 10-15 вимірювань температури і тиску. Останній вимір виконують при відкритому крані, який з'єднує прилад з атмосферою.

Тиск р, при якому відбувається кипіння рідини, дорівнює різниці барометричного тиску Р (за барометром) і тиску за манометром H= h₁ + h₂ (всі величини вмм рт.ст.): р = Р - Н.

Результати вимірів заносять в таблицю:

Будують графіки: 1) р = f ( t ); 2) lgр = f (1/Т).

Визначають tgb і розраховують молярну теплоту випаровування, питому теплоту випаровування, сталу Трутона та ебуліоскопічну сталу рідини.

Література: 1, с. 166-173, 146-250, 297-298; 2, с. 92-94

5. ВИЗНАЧЕННЯ МОЛЯРНОЇ МАСИ РІДИНИ

Між тиском р, температурою Т і об'ємом V ідеального газу існує зв'язок:

P . V= n . R . T

де п - число молів газу, R - універсальна газова стала. Це рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона) наближено може використовуватися для реальних газів та парів. Якщо відома маса пари g, то n = g / M, де М - молярна маса речовини. Тоді з рівняння

можна знайти молярну масу рідини, якщо відому її кількість перевести в пару і виміряти об'єм, тиск та температуру останньої.

Виконання роботи

Задача 1. Визначення молярної маси леткої рідини.

Прилад 1 для випаровування рідини з'єднують за допомогою корот­кої гумової трубки з газовідвідною трубкою 2, занурюють в посудину з водою, закріплюють в штативі і щільно закривають пробкою. Калібровану трубку 4 (евдіометр) наповнюють до краю водою, закрива­ють скляною пластиною чи рукою, перевертають, опускають закритий кінець у воду (у ванну 5) .відкривають його і закріплюють вертикально в штативі.

Рис. 7. Схема приладу для визначення молярної маси леткої рідини

Запалюють газовий пальник. Повітря в приладі починає нагріватися і внаслідок розширення виходить бульбашками з га­зовідвідної трубки, яка опущена у ванну з водою. Коли вода закипить і бульбашки повітря перестануть виділятися, температура приладу стане сталою. Газовідвідну трубку підводять під евдіометр, відкривають проб­ку приладу, швидко вкидають в нього злегка прикриту ампулу 3 з досліджуваною рідиною і знову щільно закривають пробкою. На дно приладу кладуть скляну вату, щоб ампула при падінні не розбила при­лад. Рідина, яка знаходиться в ампулі, заздалегідь зважується.

У приладі рідина з ампули випаровується, і її пара витісняє повітря, яке збирається в евдіометрі, де і визначається його об'єм V. Об'єм витисненого повітря відповідає об'єму, який би займала пара досліджуваної рідини, маючи такі ж температуру та тиск, за яких перебуває повітря в евдіометрі. Коли витиснення повітря припиниться, експеримент закінчується. При цьому обов'язково потрібно погасити газовий паль­ник та відкрити пробку приладу, інакше при охолоджуванні вприладіствориться розрідження і в нього попаде вода з ванни 5.

Після .закінчення експерименту за допомогою термометра та баро­метра визначають температуру і тиск в лабораторії. Вимірюють також об'єм повітря в евдіометрі та різницю рівнів води в евдіометрі і ванні 5 (див.рис.7).

Молярну масу рідини розраховують за рівнянням Менделєєва-Клапейрона

Якщо виражати тиск в мм рт.ст., а об'єм в см³ то універсальна газова стала дорівнює

Температуру повітря в евдіометрі приймають рівною кімнатній тем­пературі. Тиск повітря в евдіометрі розраховують за рівнянням

де Р — атмосферний тиск (по барометру), мм рт. ст.;

H — різниця рівнів води в евдіометрі і ванні 5, мм;

В — тиск насиченої водяної пари при кімнатній температурі, мм рт. ст.

Тиск насиченої водяної пари при різких температурах такий: