Давление насыщенного пара

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования

 

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

Кафедра общей и физической химии

 

Лабораторная работа № 5

 

 

По дисциплине:                физическая химия

(наименование  учебной дисциплины согласно  учебному плану)

 

Тема: «Давление насыщенного пара»

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ТХ-12-1                 _________                           Шарипов Р.А.

                     Серюков В.Ю.

                    Сайфутдинова А.Р.

                                                                                                                  (подпись)                                                     (Ф.И.О.)                                                                             

 

 

 

Проверил:                                                     ____________                     /Литвинова Т.Е/

                                                    (должность)                                          (подпись)                                                  (Ф.И.О.)                                                               

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

 

Цель работы:

 

определить теплоту и энтропию испарения этилового спирта.

 

Сущность работы.

 

Используя динамический метод измерения давления насыщенного пара, получают экспериментальную зависимость температуры кипения жидкости от давления. По экспериментальным данным строят зависимость в координатах lnp – 1/T. После математической обработки, вычисляют теплоту, изменение энтропии испарения жидкости и ее константу кипения (эбуллиоскопическую постоянную).

 

 

Оборудование и реактивы:

 

Колбонагреватель, вакуумный насос, манометр, термометр со шлифом на температурный интервал от 0 до 150°С, колба круглодонная двугорлая объемом 100 мл, обратный шариковый холодильник (Аллина) длиной 25 см, склянка для промывания газов (Вульфа), колба круглодонная с длинным горлом, каплеуловитель, кран трехходовой – 1 шт., кран вакуумный трехходовой – 1 шт., трубка соединительная Т-образная – 3 шт.

 

 

Схема установки:

 

 

Установка для измерения давления пара динамическим методом. 1 – каплеуловитель; 2 – круглодонная колба с длинным горлом; 3 – термометр; 4 – обратный холодильник; 5 – двугорлая колба; 6 – склянка Вульфа 7 – трехходовой кран; 8 – трехходовой вакуумный кран.

 

Ход работы:

 

1. В двугорлую колбу 6 отбираем 50 мл исследуемой жидкости.

2. Трехходовой кран 7 помещаем в положение «В»: система сообщается с вакуумной линией.

3. Трехходовой вакуумный кран 8 помещаем в положение «В»: вакуумная линия сообщается с вакуумным насосом.

4. Включаем вакуумный насос.

5. Создать разрежение в системе до давления, на 588 мм.рт.ст превышающего давление, при котором жидкость кипит при комнатной температуре.

6.Отключаем вакуумный насос. Сообщаем давлегнии атмосферы в колбу и греем вновь.

 

 

 

Экспериментальные данные:

 

1. Наименование исследуемой жидкости: Этиловый спирт

2. Химическая формула: С2H5OH

3. Температура плавления: 114,3 °С

4. Температура кипения: 78,4 °С

5. Плотность при обычных условиях: 0,7893 г/см3

6. Молярная масса: 46 г/моль

7. Атмосферное давление: 760 мм. Рт. Ст.

8. Таблица экспериментальных данных

 

№ п/п	Ткип, °С	Pкип, мм рт.ст.
1	42	208
2	72	796,8

 

1кгс/см2 = 736 мм.рт.ст.

 

Обработка экспериментальных данных:

 

№ п/п	Ткип, °С	Ткип, K	1/T, K−1	ркип, мм рт.ст.
1	42	315	0,0031746	208	0,27368421	-1,29578035
2	72	345	0,00289855	796,8	1,04842105	0,047285273

 

1) Построим графики зависимости – Т и – 1/Т.

 

 

2) Определяем значение  теплоты испарения по формуле:

,

где b – величина углового коэффициента, R – универсальная газовая постоянная

 

 

3) Вычисляем изменение  энтропии в процессе испарения  по уравнению:

,

где ΔvH – теплота испарения жидкости, определенная по результатам эксперимента, Дж/моль; Tv – температура кипения жидкости при атмосферном давлении, K.

 

 

 

4) Вычисляем эбуллиоскопическую постоянную исследуемого вещества по уравнению:

 

.

 

Вывод: в ходе эксперимента и обработки полученных данных были рассчитаны теплота испарения и энтропия испарения этилового спирта расчетно-графическим методом. Теплота испарения: ; энтропия испарения: . Так же была рассчитана эбуллиоскопическая постоянная для этанола: .