Töö nr. FK3 Molaarmassi krüoskoopiline määramine Üliõpilase ees- ja perekonnanimi Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 04.10.09 Töö eesmärk: Molaarmassi krüoskoopiline määramine Töö vahendid: Krüostaat Töö teoreetilised alused: Aine molaarmassi leidmiseks mõõdetakse lahusti ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse Raoult´e 2 seadust kasutades lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. Töö käik: Katses määratakse puhta lahusti ja uuritava aine kindla kontsentratsiooniga lahuse külmumistemperatuurid Beckmanni termomeetri abil. Tabel 1. Katseandmed: Kasutatud lahusti: VESI (20%-line vesilahus) Lahusti krüoskoopiline konstant: Kk = 1,86 Lahusti külmumistemperatuur: T0 = -0,35+273=272,65 K Lahuse külmumistemperatuur: T = -12,89+273=260,11 K
Setsenovi seadus: gaaside lahustuvus väheneb lahusele elektrolüüdi lisamisel. 3. Mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste (kolligatiivsed) omadused Ideaalne lahus puudub osakestevaheline toime, puudub soojusefekt ja ruumalaefekt; lõpmata lahja lahus väga lahja lahus, käitub peaaegu ideaalse lahusena. · Lahuse aururõhk Daltoni seadus: lahuse üldine aururõhk võrdub komponentide aururõhkude (osarõhkude) summaga: p = p1 + p2 . Raoult'i seadus (mitteelektrolüütide lahuste korral) komponendi aururõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi aururõhu ja tema moolimurru korrutisega: p1 = p1°x1 , TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused p1 komponendi osarõhk lahuse kohal, p1° - puhta lahusti aururõhk, x1 komponendi moolimurd lahuses.
20. Kahekomponendiliste süsteemide kirjeldamine faasidiagrammide abil. Tooge lihtsaimaid näiteid. 20.21.22. vali ise faasiga-kirjeldus ja joonis. 21. Faasidiagrammi alusel loetleda tasakaalulised faasid diagrammil; 22. Piiratult lahustuvate vedelike kirjeldamine faasidiagrammi abil. 23. Partsiaalsed moolsuurused. Gibbsi-Duhemi võrrand. Aint põhimõte. 24. Ideaallahused, lõpmatult lahjad lahused, reaalsed lahused. Erinevus. 25. Ideaallahuste entroopia. 26. Lahustaja küllastatud aururõhk. Raoult i seadus. Rakendused ideaallahustele ja lõpmatult lahjadele lahustele. Kuidas lihtsustub. 27. Lahuste keemistemperatuur. Avaldis lõpmatult lahjadele lahustele. 27.28 lähtevalemid antud aint lõpp. 28. Lahuste külmumistemperatuur. Avaldis lõpmatult lahjadele lahustele. 29. Osmootne rõhk. Osmoosi tähtsusest. 30. Lenduvuse mõiste reaalgaasidele. 31.Aktiivsuse mõiste reaallahustele. 32. P- x ja T - x diagrammid ideaal- ja reaallahustele. Destillatsioon ja rektifikatsioon. 33
Töö nr 3. Töö pealkiri: Molaarmassi krüoskoopiline määramine Üliõpilase nimi ja Õpperühm eesnimi : Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: Tööülesanne. Aine molaarmassi leidmiseks määratakse lahusti (näit. vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. Katseandmete alusel arvutatakse lahustatud aine molaarmass, lähtudes Raoult`i II seadusest (vt. võrrand 5). Tk = K k Cm (10) kus Kk lahusti krüoskoopiline konstant (lahusti vee puhul Kk = 1,86 K kg mol1) Uuritav molaarmass arvutatakse sellest võrrandist arvestades, et lahuse molaalne kontsentratsioon g × 1000 Cm = M ×G (11) kus g lahustunud aine mass, g M lahustunud aine molaarmass, g/mol
antud kahest ainest koosnev segu sulab või aurustub ning milline on seejuures tekkiv auru ja vedeliku faasi koostis. Lahjendatud lahuse omadused:i) vedelik keeb temp. , mille juures tema aururõhk saab võrdseks välisrõhuga.. ii)vedeliku külmumine algab temp. mille juures vedeliku ja tahke aine aururõhud võrdsustavad. iii) kõik puhtad vedelikud külmuvad ja keevad püsiva rõhu juures kindlal temperatuuril. Ideaalseld lahused- nende moodustamisel ei esine ruumala ega soojusefekte . Raoult´i seadus- aine aururõhk ideaalse kohal on võrdne puhta aine aururõhk ja moolimurru korrutisega vedelas faasis. Lahuse aururõhk kui puhta lahusti aururõhk. Lahustunud ained alandavad lahuse külmumistemperatuuri. Lahuse üldine aururõhk on võrdne komponentide aururõhuga. Lahuse külmumine ja keemine 1)Lahjendatud lahuse külmumistemp. alanemine on võrdeline lahuse molaalsusega. 2)Lahjendatud lahuse keemistemperatuuri tõus on võrdeline lahuse molaalsusega.
rõhu tõusuga. Kui gaas vedeliku kohal on tegelikult gaaside segu (näiteks õhk), siis sõltub iga komponendi lahustuvus tema osarõhust segus. Antud juhul gaaside segu teatud gaasi lahustuvus on võrdeline gaasi osarõhuga P. Seda seaduspärasust tunakse Henry seaduse nime all. Henry seadus kirjutatakse tavaliselt järgmisel kujul: s = kHP Konstant kH (Henry konstant) sõltub gaasist, lahustist ja temperatuurist. Kui vaadelda vedelik-gaas tasakaalu vedeliku poolest, siis kehtib nn Raoult´i seadus, mis näitab, et lahusti aururõhk on võrdeline lahusti moolimurruga lahuses: P = xlahustiPpuhas kus P on lahusti aururõhk lahuse kohal, xlahusti on lahusti moolimurd ja Ppuhas on puhta lahusti aururõhk. Kui näiteks üheksa molekuli kümnest on lahusti molekulid, siis on lahuse aururõhk 9/10 puhta lahusti aururõhust. Lahustuvus Lahustumise käigus tekkiva vastastikuse toime mõistmine aitab meil vastata mõnele praktilise küsimusele. Polaarne vedelik, näiteks vesi, sobib
Näiteks gaasidel madalad lahustumistemp. Lahustumisentalpia – sõltub kontsentratsioonist, 1 mooli aine lahustumisega kaasnev entalpiamuutus. Enamus neg entapliaga ained peaks olema lahustuvad. Lahustunud aine mõjul võib lahuse korrapära kasvada ja seepärast ei lahustu heptaan vees, kuigi on neg entalpiaga(seda seletab entroopia). Lahustumisentroopia – korrastatud tahkise lahustumisega peaks kaasnema entroopia kasv. 40. Ideaalsete lahuste aururõhk: Raoult`I seadus. Plahusti= Ppuhas*Xlahusti lahusti aururõhk on proportsionaalne tema moolimurruga lahuses. Lahust, mis vastab täpselt Raoult’i seadusele nim ideaalseks lahuseks. Lahustumisentalpia on 0, aga isegi ideaalse lahuse puhul kaasneb entroopia kasv ja tulemuseks on vabaenergia kahanemine => seetõttu ongi aururõhk väiksem. 41. Lahuste kolligatiivsed omadused: aururõhu alanemine, keemistemperatuuri tõus ja külmumistemperatuuri alanemine, osmoos ja pöördosmoos.
i = ; ai = i xi ; µ i = µ i0 + RT ln ai need on kõrgmolekulaarsete ühendite lahused. 25. Ideaallahuste entroopia. xi KH 26. Lahustaja küllastatud aururõhk. Raoult i seadus. µ i = µ i0 , kui.ai = 1 Rakendused ideaallahustele ja lõpmatult lahjadele lahustele. 27. Lahuste keemistemperatuur. Avaldis lõpmatult lahjadele lahustele. KEEMISTEMP TÕUS: lahustaja on tasakaalus puhta auruga a x = x x , a m = m m, a c = c c 760mmHg (normaalrõhul) µ i = µ i0 + RT ln i xi
5.3 5.4 KKY3031 Üldine keemia A.Trikkel, 2001 Raoult'i seadus (Francois Marie Raoult, 1830-1901): m NaCl 100% 10.5 g 100% Lahusti aurude osarõhk lahuse kohal on võrdne lahusti moolimurru ja puhta lahusti C% = = = 4.03% aururõhu korrutisega: m lahus 260.5 g p lahusti = CX lahusti * p°lahusti
Doppler radar doppleri radar mõõdab mikrolainete abil kui kiiresti mingi objekt liigub. Põhineb doppleri efektil ja kasutab liikumiste iseloomustamisel, selle seaduste omadusi. Mõõtmised toimuvad tänu ajale, mille jooksul signaal jõuab objektini ja sealt tagasi jõuab. Tüüpiline vihmapiisk läbimõõt = 2000µm, tüüpiline pilvetilgake = 20µm ja konsensatsioonituum 0,2µm. Tasakaaluline aururõhk kumera piisa kohal on suurem kui tasapinnalise vee kohal. Raoult' seadus: Tasakaaluline aururõhk on lahuse kohal väiksem kui puhta lahusti kohal. Nukleatsioon Iga protsess, mille puhul tuleb ületada vaba energia barjäär (aurust veeks või veest jääks üleminekud). Homogeenne nukleatsioon: pilvetilgad moodustuvad otse aurufaasist. Nõuab sadades % üleküllastusi. Tegelikult tekib veetilk, kui tõusev õhk jõuab tasakaalulisele küllastusele, sest õhus on alati kondensaatsioonituumi.
a bsoluutne dielektriline läbitavus.! ! 11. Lahuste kolligatiivsed omadused. Lahustite ja lahuste küllastunud aururõhud ja sellest tulenevalt lahuste keemis- ja külmumistemperatuuride muutused võrreldes lahustite vastavate parameetritega. Rault’i seadus ja moolimurd. Molaarsed ja molaalsed kontsentratsioonid. Jää tekkimise tähtsus hoovustekonveieri (termohaliinse konveieri) kujundamisel.! ! Rault’i (Francois Raoult 1830 – 1901) seadus ja aururõhk. Küllastunud auru rõhk on antud temperatuuril kindel suurus – temperatuuri tõstmisel see suureneb.! Kui vedelikus lahustada mingit ainet, siis muutub lahusti aurustumine raskemaks – aururõhu a!lanemine on seda suurem, mida suurem on lahuse kontsentratsioon.! Lahuste omadused, mis olenevad vaid lahustunud aine (aineosakeste arvust) ja lahusti suhtelisest sisaldusest ja mitte niivõrd nende keemilisest loomusest nimetatakse kolligatiivseteks omadusteks.
_ Rakendades soola lahusele suuremat rõhku kui osmootne rõhk, saab sundida lahusti molekule üle minema läbi poolläbilaskva membraani puhtasse lahustisse. Binaarsed vedelike segud _ Reeglina on sellised segud tõelised lahused, kuid traditsiooniliselt nimetatakse neid sageli ka segudeks. _ Vaatleme lihtsat binaarset segu, mis koosneb benseenist ja tolueenist. _ Kuna ainete struktuurid on sarnased, võib eeldada, et tegu on ideaalse lahusega, s.t mõlemad komponendid käituvad vastavalt Raoult'i seadusele. Mitteideaalsed segud _ Enamus segusid ei ole ideaalsed. Seetõttu on ka erinevad tulenevalt Raoult'i seadusest. Kõrvalekalded võivad olla mõlemas suunas: aururõhk suurem kui ennustatud positiivsed kõrvalekalded (etanool/benseen); aururõhk väiksem kui ennustatud negatiivsed kõrvalekalded (atsetoon/kloroform). Solventekstraktsioon _ Meetod lahustunud ainete segude lahutamiseks lahust segatakse temas mittelahustuva teise solvendiga.
Henry seadus : gaaside lahustuvus konstantsel temperatuuril on proportsionaalne nende osarõhkudega: C=KHP. Kõrgemal temperatuuril toimub ainete lahustumine reegline kiiremini. Gaaside lahustuvus kõrgemal temperatuuril on madalam. Enamus tahkete ainete lahustuvus kasvab temperatuuril tõustes. Lahustumisentalpia on 1 mooli aine lahustumisega kaasnev entalpia muutus. Entroopia kasvab korrastatud tahkise lahustumisega. 4. Ideaalsete lahuste aururõhk: Raoult`I seadus. - Raoult’i seadus: lahusti aururõhk on proportsionaalne tema moolimurruga lahuses: Plahusti= PpuhasXlahusti 5. Lahuste kolligatiivsed omadused: aururõhu alanemine, keemistemperatuuri tõus ja külmumistemperatuuri alanemine, osmoos ja pöördosmoos. Kolligatiivsed omadused – rida lahuste omadusi, mis sõltuvad ainult lahuse kontsentratsioonist, mitte aga lahustunud ainest. Aururõhu alanemine: lahuse moodustumisega kaasneb entroopia kasv ja tulemusena lahuse vabaenergia kahanemine
Reaallahuseis tuleb lahustunud osakeste kontsentratsiooni asemel kasutada vastavaid aktiivsusi, nagu ülalt näha viimaste väärtused sõltuvad lineaarselt lahuse kontsentratsioonist. Lahuse omadusi, mis sõltuvad ainult lahustunud aine osakeste arvust, mitte aga nende tüübist, nimetatakse kolligatiivseteks omadusteks: lahuse külmumistemperatuuri alanemine ja keemistemperatuuri tõus, osmootne rõhk ja analoogne nähtus - dialüüs. Aururõhk lahuse kohal (P) on leitav Raoult´i seadusega: P = xsP , kus xs on lahusti moolosa lahuses ja P on puhta lahusti aururõhk. Mitte-elektrolüüdi molaalne lahus vees alandab lahuse sulamistäppi 1,86 C ja tõstab keemistäppi 0,52 C, elektrolüütide lahused aga kordi rohkem vastavalt tekkinud ioonide arvule. Kui ühes aine faasis (nimetame teda nüüd dispersiooni keskkonnaks) sisaldab
Vt vihik 2. Lahuse aururõhk (Daltoni seadus) Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga; Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus poleks; Tasakaalu korral on auru faas küllastatud ja vedeliku kohal on küllastunud auru rõhk. Temp. tõstmisel küllastunud auru rõhk suureneb. Auru faas vedela lahuse kohal võib koosneda lahuse mõlema komponendi molekulidest 1. Raoult´i seadus Ideaalse lahuse aururõhk sõltub iga keemilise komponendi aururõhust ja komponendi moolosast lahuses Komponendi aurude osarõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi moolimurru ja aururõhu korrutisega Seadus on rakendatav ainult tahkete ainete ja mittelenduvate vedelike lahustele. Lahuse aururõhu alanemise mõõtmist võib kasutada lahustunud aine molekulmassi määramiseks 1. Lahuse keemistemperatuuri tõus (graafik ja selgitus) 130
annaabi.ee 
