Выполнение работы
1. В двугорлую колбу 6 отобрать 50 мл исследуемой жидкости (по заданию преподавателя).
2. Собрать установку, как показано на рис. 6.
Рис. 5. 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.
3. Трехходовой кран 7 поместить в положение «В»: система сообщается с вакуумной линией.
4. Трехходовой вакуумный кран 8 поместить в положение «В»: вакуумная линия сообщается с вакуумным насосом.
5. Включить вакуумный насос.
6. Создать разрежение в системе до давления, на 20 – 30 мм рт. ст. превышающего давление, при котором жидкость кипит при комнатной температуре.
7. Трехходовой кран 7 поместить в положение «З»: система отключена от вакуумной линии и от атмосферы.
8. Трехходовой вакуумный кран 8 поместить в положение «А»: вакуумная линия отключена от остальной системы и сообщена с атмосферой.
9. Выключить вакуумный насос.
10. Проверить герметичность установки: она считается достаточной, если за 10-15 мин давление в системе повысится не более чем на 1 – 2 мм рт. ст.
11. Подать воду в холодильник.
12. Включить колбонагреватель.
13. Отрегулировать скорость нагрева, которая должна составлять около 5°С/мин.
14. Когда жидкость закипит и в системе установится постоянная температура записать показания термометра и манометра в таблицу экспериментальных данных.
15. Трехходовой кран 7 осторожно поместить в положение «А» (система отключена от вакуумной линии и сообщается с атмосферой) и увеличить давление в системе на 20 – 30 мм рт. ст.
16. Трехходовой кран 7 поместить в положение «З».
17. Когда жидкость опять закипит и в системе установится постоянная температура записать показания термометра и манометра в таблицу экспериментальных данных.
18. Открыть трехходовой кран 7, увеличить давление в системе на 20 – 30 мм рт. ст. и получить новые данные по температуре кипения и давлению.
19. Выполнять п.п. 14-16 до давления в системе, равного атмосферному.
Всего в процессе эксперимента должно быть получено 10-15 данных по температуре кипения жидкости и давлению.
Содержание протокола лабораторной работы
1. Наименование исследуемой жидкости.
2. Химическая формула.
3. Температура плавления.
4. Температура кипения.
5. Плотность при обычных условиях.
6. Молярная масса.
7. Температура в помещении.
8. Атмосферное давление.
9. Таблица экспериментальных данных
№ п/п |
Р, мм рт.ст. |
Ткип, °С |
Pкип, мм рт.ст. |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
… |
|
|
|
Обработка экспериментальных данных
1. Заполнить таблицу:
№ п/п |
Ткип, °С |
Ткип, K |
1/T, K−1 |
ркип, мм рт.ст. |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
2. Построить
графики зависимости
– Т и
– 1/Т.
3. Обработать график зависимости, построенный в координатах – 1/Т в Microsoft Excel (или любой другой программе, предназначенной для математической обработки данных) и привести на графике уравнение линии тренда.
4. Определить значение теплоты испарения по формуле:
,
где b – величина углового коэффициента, R – универсальная газовая постоянная
5. Вычислить 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.
6. Вычислить эбуллиоскопическую постоянную исследуемого вещества по уравнению:
.