Równowaga ciecz-para
Skład zespołu:
1. Katarzyna Stanisz............................
2. Hanna Skirzyńska............................
Data:
16.05.2013r.
Prowadzący ćwiczenie:
Dr inż. Marek Dąbrowski
Ocena i podpis prowadzącego:
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie entalpii i entropii parowania etanolu i sprawdzenie czy spełnia on regułę Troutona.
Wykonanie ćwiczenia:
Korzystano z ebuliometru Świętosławskiego. Układ podczas pomiaru utrzymywany był w stanie wrzenia. Ćwiczenie polegało na pomiarze temperatury wrzenia cieczy przy znanym ciśnieniu zewnętrznym. Kolejno wykonywano:
Przez chłodnicę ebuliometru wlano etanol i zamknięto ebuliometr od góry.
Włączono dopływ wody chłodzącej.
Włączono prąd grzania o wartości natężenia 0,8 A, aby ciecz intensywnie wrzała.
Dokonano pomiaru ciśnienia atmosferycznego wyniosło ono: 751,0 Tr
Po ustabilizowaniu się temperatury odczytano t wrzenia substancji T= 76,4 °C
Zwiększano i zmniejszano natężenie prądu o 0,1 A i notowano temperatury wrzenia substancji przy zadanym natężeniu prądu w celu określenia zakresu prądu, w którym wskazania termometru będą niezmienne - tzw. obszar „plateau”.
Włączono pompę próżniową.
Za pomocą kranu manostatu, zmniejszano kolejno ciśnienie. Dla każdej wartości ciśnienia zmierzono temperaturę wrzenia.
Po zakończeniu pomiarów wyłączono grzanie ebuliometru, zapowietrzono układ, a po kilku minutach wyłączono pompkę wodną i odcięto dopływ wody chłodzącej.
Opracowanie wyników
Wykres 1. Pomiar temperatury przy zmianie natężenia prądu.
Natężenie / A
Temperatura / °C
Temperatura / K
0,5
76,2
349,4
0,6
74,3
347,5
0,7
76,6
349,8
0,8
76,4
349,6
0,9
76,4
349,6
1
76,4
349,6
1,1
76,4
349,6
1,2
76,4
349,6
1,3
76,4
349,6
1,4
76,6
349,8
Optymalne natężenie prądu: 1,05 A
Ciśnienie atmosferyczne: 751 Tr
Następnie dokonywano pomiarów temperatury wrzenia przy różnych ciśnieniach.
(…)
….
Ostatni pomiar odrzucamy w dalszych obliczeniach. Jest on niepoprawny, spowodowany mógł być błędem odczytania wartości.
Korzystając z równania Clausiusa - Clapeyrona i metody najmniejszych kwadratów wyznaczono równanie prostej lnp = f(1/T).
Sprowadzone do postaci y = ax + b , gdzie :
y = lnp
x = a = b = const
Równanie ma postać y= -5082,55x +21,16
Zatem wyliczone współczynniki a i b równania liniowego…
… wiązań wodorowych. Oddziaływania te wpływają na swobodę ruchu cząsteczek w ciekłym stanie skupienia.
Temperatura wrzenia etanolu tablicowa wynosi 351,45 K *( Wartość odczytana z Tablic na stronie http://www.trimen.pl/witek/ciecze/old_index.html) a entalpia parowania 38,74 kJ*mol-1 ( odczytana z tablic termodynamicznych T. Hofman tablice termodynamiczne 2010, str 13). Zależność logarytmu ciśnienia…
…(ΔHpar) = Δa · R = 1,1 kJ ·mol-1 ΔHpar = (42 ± 1) kJ ·mol-1 Następnie za pomocą poniższego wzoru wyznaczono normalną temperaturę:
Tw = = 349,8 K
Niepewność tej temperatury obliczamy korzystając z różniczki zupełnej:
= 13,1 K
Korzystając z reguły Troutona, którą przedstawia równanie :
Wyznaczono entropię parowania i porównano ją z daną regułą. Wartość entropii parowania wynikająca z ćwiczenia wynosi:
∆Sw…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)