Puhta vedeliku küllastatud aururõhu määramine (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 Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 27.02.2012
Seade küllastunud aururõhu määramiseks Töö ülesanne: Dünaamiline aururõhu määramise meetod põhineb aine keemistemperatuuride mõõtmisel erinevate rõhkude juures. Teatavasti keeb vedelik temperatuuril, mil küllastatud aururõhk on võrdne välisrõhuga. Keemistemperatuuride mõõtmine erinevatel rõhkudel annab küllastatud aururõhu temperatuuriolenevuse. Viimasest saab Clapeyroni- Clausiuse võrrandi abil arvutada vedeliku auramissoojuse.
Töö käik: Uuritav vedelik valatakse kuiva kolbi 1, mis ühendatakse klaaslihvi abil ülejäänud seadmega . Kontrollitakse seadme hermeetilisust. Seejärel lülitatakse sisse kolvi küte sellise arvestusega, et vedelik hakkaks keema ~10 minuti jooksul. 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. Praktiliselt stabiliseerub keemistemperatuur 10 minutiga. Seejärel märgitakse keemistemperatuur saavutatud rõhul. Seejärel avatakse kraan 11 nii, et rõhk aparaadis suureneks 20mmHg võrra. Kui temperatuur on uuel rõhul konstante , märgitakse rõhk ja temperatuur. Järk järgult rõhku suurendades määratakse 10 keemistemperatuuri erineval rõhul.
Valemid:
Aine auramissoojus: B= -
Entroopia muut 1 mooli aine aurustumine normaalrõhul: J/K*mol
Katseandmed : Atmosfäärirõhk P= 762,06 mmHg
Jrk. Keemistemperatuur T, 1/ T h, Paur =P-h ln paur nr. t,°C K mm Hg
1. 30,5 303,5 0,00329 635,1 126,96 4,844
2. 41,5 314,5 0,00318 563,8 198,26 5,290
3. 48,5 321,5 0,00311 503,5 258,56 5,555
4. 54,3 327,3 0,00306 443,5 318,56 5,764
5. 59 332 0,00301 384,5 377,56 5,934
6. 63 336 0,00298 327,5 434,56 6,074
2 7. 66,6 339,6 0,00294 267,2 494,86 6,204
8. 70,2 343,2 0,00291 207,3 554,76 6,319
9. 74 347 0,00288 134,8 627,26 6,441
10. 80 353 0,00283 0 762,06 6,636
Graafikud :
paur = f(t) 900
800
700
600 paur
500
400
300
200
100
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t
ln paur = f (1/T) 7,000
6,000 ln paur
5,000
y = -3870,8x + 17,592
4,000 0,0028 0,0029 0,003 0, 0031 0,0032 0,0033 0,0034 3 1/T Arvutused:
1. Leida empiirilise võrrandi In p= A+B/T koefitsiendid A ja B logaritmilise graafiku sirge tõusu abil.
y= -3870,8x+17,592 A= 17,592 B= -3870,8
2. Leida aine aurumissoojus, arvestades, et H aur B H aur = -B*R R H aur = - (-3870,8)*8,314= 32181,8312 32182 J/mol
3. Leia aine keemistemperatuur normaalrõhul Selleks kasutan saadud sirge võrrandit. In 760 = -3870,8x + 17,592
x= = 0,002831115
x= 1/T T= 1/x T= 1/0,002831115= 353,22K = 80,2 °C
4. Leia Troutoni constant , s.o entroopia muu 1 mooli aine aurustumisel normaalrõhul
S = = = 91,17 J/K*mol
Järeldus: Benseeni keemistemperatuur normaalrõhul katsetulemuste järgi on 80,2 °C ja kirjandus andmete järgi on see 80,1 °C.
4