ИЗ-1
.docx
|
|
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
|
|||
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет» РТУ МИРЭА |
|||
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Организация научно-исследовательской деятельности
Домашнее задание ИЗ-1
Вариант № 24
Выполнил(а): студент(ка) группы ХБМО-01-24
Смирнова М.А.
Проверил: проф., д.х.н.
Пестов С.М.
Москва 2024
Оглавление
Данные о веществе 3
Исходные данные 3
Расчеты 4
Результаты расчета 7
Выводы 8
Список литературы 9
Данные о веществе
Таблица 1. Данные о веществе [1]
Нафталин |
|||
|
|||
Общие |
|||
Систематическое наименование |
Нафталин |
||
Традиционные названия |
Нафталин, антимит, гексален |
||
Хим. формула |
С10Н8 |
||
Физические свойства |
|||
Молярная масса |
128,17052 г/моль |
||
Плотность |
1,14 г/см3 (15,5 °C); 1,0253 г/см3 (20 °C); 0,9625 г/см3 (100 °C) |
||
Термические свойства |
|||
Температура |
|||
• плавления |
80,26 °C |
||
• кипения |
217,97 °C |
||
Энтальпия |
|||
• образования |
78,53 кДж/моль |
||
Исходные данные
Таблица 2. Растворимость нафталина в толуоле
-
T, K
Мол. доля x1
177,7
0,012
177,2
0,022
188,2
0,025
200,7
0,029
214,2
0,037
217,7
0,044
227,1
0,052
246,6
0,075
261,9
0,113
273
0,155
281,2
0,194
289,1
0,237
296,2
0,280
303,2
0,325
307,5
0,372
313,4
0,413
317,7
0,469
321,4
0,517
331,2
0,627
338,2
0,744
346,4
0,879
Расчеты
Задание 1. Рассчитайте энтальпию плавления (растворения) для растворенного вещества и оцените погрешность ее определения.
В рамках модели идеальных растворов для расчета растворимости используют уравнение Шредера
где x – мольная доля растворенного вещества в насыщенном растворе при температуре T,
R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная,
– температура
и энтальпия плавления чистого вещества.
Это уравнение представляет собой линейную зависимость натурального логарифма мольной доли компонента (х) от обратной температуры (в К-1)
ln x = А – В / Т
Y = a + b X, a и b - константы
Значение
коэффициента
b
позволяет
рассчитать
энтальпию
плавления
.
Формулы для расчёта коэффициентов а и b.
Данные значения можно вычислить из уравнения, описывающего прямую зависимости мольной доли нафталина от обратной температуры (рис.1).
Рис. 1. Зависимость растворимости нафталина от обратной температуры в толуоле.
Для расчета погрешности определения энтальпии плавления воспользовались следующими формулами:
Дисперсии адекватности модели:
yi и yi’ – экспериментальные и расчетные данные соответственно, m- количество экспериментальных точек
Дисперсии для коэффициентов a и b:
Погрешности для коэффициентов:
tα,f – критерий Стьюдента, f = m-1 – число степеней свободы.
Погрешности для энтальпии:
Ответ
представлен в виде
Результаты расчета
Таблица 3. Результаты расчета энтальпии растворения в п-дихлорбензоле
Т, К |
х1 |
1/T, 1/K |
Y=ln(x1) |
Ŷ |
(Y-Ŷ)2 |
Sад2 |
x2 |
Sb2 |
Sb |
Sa2 |
Sa |
∆a |
∆b |
300,9 |
0,425 |
0,00332 |
-0,856 |
-0,856 |
1,827E-10 |
0,00004 |
1,104E-05 |
376,825 |
19,412 |
0,004 |
0,061 |
0,148 |
47,482 |
307,3 |
0,496 |
0,00325 |
-0,701 |
-0,710 |
7,752E-05 |
1,059E-05 |
|||||||
314,4 |
0,575 |
0,00318 |
-0,553 |
-0,555 |
3,638E-06 |
1,012E-05 |
|||||||
323 |
0,692 |
0,00310 |
-0,368 |
-0,377 |
7,847E-05 |
9,585E-06 |
|||||||
330,6 |
0,802 |
0,00302 |
-0,221 |
-0,227 |
4,309E-05 |
9,149E-06 |
|||||||
334,6 |
0,859 |
0,00299 |
-0,152 |
-0,151 |
7,966E-07 |
8,932E-06 |
|||||||
338,2 |
0,923 |
0,00296 |
-0,080 |
-0,084 |
1,601E-05 |
8,743E-06 |
|||||||
∑ |
4,772 |
0,0218 |
-2,931 |
-2,960 |
2,195E-04 |
6,816E-05 |
В расчете использовались некоторые дополнительные значения. Они представлены в таблице 4.
Таблица 4. Некоторые значения, используемые при расчете
-
b=
-2105,000
a=
6,14
t=
2,446
∆Н=
17500,97
=
17,50
∆∆Н=
394,76
=
0,39
Доверительный
интервал энтальпии составляет: 17,50
0,39
кДж/моль.
Выводы
Расчетное значение энтальпии растворения бифенила в п-дихлорбензоле составило 17,50 0,39 кДж/моль, что практически совпадает с экспериментальным значением 18,66 кДж/моль, указанным в таблице 4 [2].
Таблица 4. Экспериментальная энтальпия растворения бифенила
Список литературы
National Institute of Standards and Technology [Электронный ресурс]. – Электрон. данные. – Режим доступа: https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C92524&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase (дата обращения: 10.10.20).
1. Википедия: Свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Электрон. данные. – Режим доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Нафталин (дата обращения: 19.09.24).