PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL (0)

TTÜ
Materjaliteaduse instituut
füüsikalise keemia õppetool
Töö nr.
6F
Töö pealkiri:
PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL
Üliõpilase nimi ja eesnimi :
Õpperühm:
Töö teostamise
kuupäev:
Kontrollitud:
Arvestatud:
JOONIS
Seade vedeliku küllastatud aururõhu määramiseks

Tööülesanne

Dünaamiline aururõhu määramise meetod põhineb aine keemistemperatuuride mõõtmisel erinevate rõhkude juures. Vedelik keeb temperatuuril, mil küllastatud aururõhk on võrdne välisrõhuga. Ülesandeks ongi erinevate rõhkude juures keemistemperatuuride mõõtmine, et saaks teada küllastatud aururõhu temperatuuriolenevuse. Sellest tulenevalt same Clapeyroni -Clausiuse võrrandi abil arvutada vedeliku auramissoojuse.

Töö käik

Uuritav vedelik oli juba valatud kolbi, ühendatud katseseadmega ning suletud hermeetiliselt. Seejärel lülitatakse sisse kolvi küte sellise arvestusega, et vedelik hakkaks keema ~10 minuti jooksul ( voolutugevust või pinget, mis on märgitud näidikul, ei tohi ületada!). Kolvi kütet, s.o. vedeliku keemise intensiivsust reguleeritakse küttekehale rakendatavat pinget muutes st reostaati keerates, jälgides samal ajal tilgaloendurit. Õige kütterežiimi korral, selleks et temperatuur oleks püsiv, peab tilkade arv olema optimaalne. Vee puhul on minutis lubatud tilkade arv 10-25; teiste vedelike korral (nende väiksema aurustumissoojuse tõttu) veidi suurem.
Kuni kolb soojeneb, fikseeritakse elavhõbedasamba kõrgus esimesel etteantud väärtusel (rõhul), avades korraks minimaalselt kraani 11.
Auru ja vedeliku segu tõuseb kolvis üles ja paiskub vastu termomeetri pesa 3 . Vedelik voolab kolbi tagasi, aur aga tõuseb toru 4 kaudu jahutisse. Kondenseerunud aur satub tilgaloenduri ja ülevoolutoru 6 kaudu samuti tagasi kolbi 1. Auru ja vedeliku tasakaal saavutatakse termomeetri pesa välispinnal ning tasakaalu saabumist võib hinnata termomeetri näidu stabiliseerumise järgi. Seejärel märgitakse tabelisse keemistemperatuur etteantud rõhul (elavhõbedasamba kõrgusel).
Seadeldises valitsev rõhk (vedeliku aururõhk)
Paur = P - h,
kus P - atmosfäärirõhk (baromeetri lugem),
h - elavhõbeda nivoode vahe manomeetris, mm
Edasi avatakse kraan 11 nii, et rõhk aparaadis suureneks umbes 20 mm Hg võrra. Selleks et vedelik hakkaks uuesti keema, tõstetakse küttespiraali pinget. Kui vedeliku keemisel termomeetri näit on konstantne , märgitakse rõhu ja temperatuuri väärtused. Järk järgult rõhku seadmes suurendades määratakse vedeliku keemistemperatuur 10 - 20 erineval rõhul. Viimane lugem tehakse atmosfäärirõhul.( 1001 hPa=750,8 mmHg)

Valemid

Paur = P - h

Katsetulemused

Järjekorra
nr.
Keemistemperatuur
t,°C
T,
K
1/ T
h,
mm Hg
Paur =P-h
ln paur
1.
24,9
297,9
0,003357
650
100,8
4,613138
2.
36,8
309,8
0,003228
581
169,8
5,134621
3.
43,9
316,9
0,003156
523
227,8
5,428468
4.
5102
324,2
0,003085
460
290,8
5,672636
5.
56,9
329,9
0,003031
400
350,8
5,860216
6.
61,2
334,2
0,002992
340
410,8
6,018106
7.
65,3
338,2
0,002957
278
472,8
6,158672
8.
70
343
0,002915
197
553,8
6,316804
9.
74,8
347,8
0,002875
104
646,8
6,472037
10.
79,5
352,5
0,002837
8,25
742,55
6,61009

Graafikud

2) arvutatakse empiirilise võrrandi ln p = A + B/T(sama mis ln p = A + B* 1/T)koefitsiendid A ja B logaritmilise graafiku sirge tõusu abil;

tabelarvutusprogrammi graafikult, nagu näidatud eespool
A = 17,425
B = -3810,5

vähimruutude meetodil (Exceli tabelit kasutades);
Järjekorra
nr.
Keemis-temperatuur
t,°C
T,
K
Paur =P-h
y= ln p
x=1/T
x*y
x2
1.
24,9
297,9
100,8
4,613138
0,003357
0,015486
1,12683E-05
2.
36,8
309,8
169,8
5,134621
0,003228
0,016574
1,04193E-05
3.
43,9
316,9
227,8
5,428468
0,003156
0,01713
9,95762E-06
4.
5102
324,2
290,8
5,672636
0,003085
0,017497
9,51424E-06
5.
56,9
329,9
350,8
5,860216
0,003031
0,017764
9,1883E-06
6.
61,2
334,2
410,8
6,018106
0,002992
0,018007
8,95338E-06
7.
65,3
338,2
472,8
6,158672
0,002957
0,01821
8,74285E-06
8.
70
343
553,8
6,316804
0,002915
0,018416
8,49986E-06
9.
74,8
347,8
646,8
6,472037
0,002875
0,018609
8,26686E-06
10.
79,5
352,5
742,55
6,61009
0,002837
0,018752
8,04788E-06
n=10
y=58,28479
x=0,030433
x*y=0,176445
x2=9,28586E-05
kus
n – mõõtmiste arv,
y – ln p (või log p) väärtused,
x – 1/T väärtused
3) arvutatakse aine auramissoojus, arvestades, et
4) arvutatakse aine keemistemperatuur normaalrõhul(p0=760 mmHg)
= 353,1 K
5) arvutatakse Troutoni konstant, s.o. entroopia muut 1 mooli aine aurustumisel normaalrõhul:

Järeldused

Määrasin puhta vedeliku küllastatud aururõhku dünaamilisel meetodil.
Arvutatud aurustumissoojus oli 31,7 kJ
Arvutatud keemistemperatuur normaalrõhul 760 mmHg oli 353,1 K, katses saadud keemistemperatuur õhurõhul 650 mmHg oli 297,9 K, seega võib oletada, et tulemused olid piisavalt täpsed.
Arvutatud Troutoni konstant oli 89,7 J/K·mol, mis kirjanduse järgi peaks benseenil olema 89,45 J/ K· mol.

Kasutatud kirjandus

Praktikumi tööde juhendid, FK6. Puhta vedeliku küllastatud aururõhu määramine dünaamilisel meetodil.
ÕIS- õppeainete kodulehed

Internet , Wikipedia the free encyclopedia, Trouton ’s rule ,
http://en.wikipedia.org/wiki/Trouton%27s_rule