Экспериментальная часть

Цель работы: определение давления насыщенного пара индивидуальной жидкости при разных температурах и вычисление некоторых термодинамических параметров (теплоты испарения, энтропии испарения, эбулиоскопической постоянной). В работе используется метод точек кипения, который основан на том, что жидкость закипает, когда давление ее насыщенного пара равно внешнему давлению. Следова тельно, измерение температур кипения при разных внешних давлениях дает зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Порядок проведения работы

Колбу 2 (рис. 2) наполняют исследуемой жидкостью (примерно на 1/2 се объема). Чтобы исключить перегревание жидкости и облегчить образование новой фазы, на дно колбы помещают несколько "кипелок" - кусочков пористого материала (например, пемзы, неглазурованного фарфора, кирпича и т.д.) величиной с пшеничное зерно. "Кипелки" используются только один раз, для каждой работы необходимо брать свежие "кипелки". Колбу помещают в термостат 1 и подают холодную воду в рубашку обратного холодильника 4.

Рис 2. Схема установки для изучения зависимости давления пара от температуры: 1 - термостат; 2 колба с исследуемой жидкостью; 3 термометр; 4 - обратный холодильник; 5 - вакуумметр; 6 - кран

Откачивают воздух до начала кипения. Через 2-3 мин записывают по­казания манометра и термометра. Повторяют измерение 3 раза через 2-. 3 мин. Приоткрывают кран 6. Это приводит к повышению давления в колбе. Увеличивают температуру на 4-6 градусов. Регулируя, при по­мощи крана 6, давление в системе, добиваются того, чтобы жидкость закипела. Через 2-3 мин измеряют и заносят в журнал показания мано­метра и термометра (3 раза). Снова увеличивают подсос воздуха и тем­пературу. Последнее измерение проводят при атмосферном давлении. Необходимо измерить давление не менее чем при шести температурах. Данные заносят в табл.2

Р	lgP	t,^0C	T,K	1/T

На основании полученных данных необходимо:

1 построить график Р=f(t⁰C) и lgP(1/T)

2 методом наименьших квадратов вычислить коэффициенты в уравнения (12)

3 вычислить теплоту испарения жидкости и сравнить полученное значение с литературным значением

4 найти изменение энтропии в этом процессе для 1 моль

5 вычислить эбуллиоскопическую константу

Работа 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРЦИАЛЬНЫХ МОЛЯРНЫХ ОБЪЕМОВ

Только для идеальных растворов общий объем раствора определяется суммированием объемов чистых компонентов:

Где V_i⁰ – мольный объем i-го компонента; ni – количество i-го компонента в молях.

В реальных растворах

Суммируются парциальные объемы V_i.

По определению

Парциальный объем i-го компонента есть приращение общего объема раствора при добавлении к нему бесконечно малого количества i-ro компонента при постоянных давлении, температуре и числах молей остальных компонентов.

На примере двух компонентной системы рассмотрим простой способ нахождения парциальных мольных объемов. Удельный объем яв­ляется легко и быстро экспериментально определяемой величиной. Выведем уравнение, связывающее парциальный мольный объем раствора с его удельным объемом V*:

(14)

Где М₁ и М₂ – молярные массы компонентов1 и 2, m – масса раствора. Запишем выражения для расчета концентрации компонента 1 в весовых процентах:

(15)

Дифференцируем (14) по концентрации первого компонента:

(16)

Дифференцируем (14) и (15) по количеству первого компонента

(17)

(18)

Подставив (17) и (18) в (16), получим

(19)

Преобразуем (19) к удобному виду, учитывая, что dC₁=-dC₂:

Полученное выражение является уравнением касательной. Отрезки на ординатах дают парциальные мольные величины, деленные на молекулярные массы (рис. 3)