1. Визначення молярної маси леткої рідини

При невисоких температурах та наближених до стандартного тисках для реальних газів та парів можна використовувати рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва - Клапейрона), яке для молів газу має вигляд:

, (1.1)

де − відповідно тиск, об’єм та температура газу, а– універсальна газова стала. Враховуючи те, що, де- маса пари, а– молярна маса речовини, рівняння (1.1) можна записати як:

. (1.2)

Маса речовини не залежить від її агрегатного стану, тому за рівнянням (1.2) можна експериментально визначити молярну масу леткої рідини, якщо її відому масу перевести в пару та виміряти тиск, об’єм та температуру утвореної пари. Формула для розрахунку молярної маси матиме вигляд:

. (1.3)

Виконання роботи

Мета роботи: визначити молярну масу леткої рідини за рівнянням Менделєєва – Клапейрона.

Колбу 1 для випаровування рідини (рис. 1) з’єднують короткою гумовою трубкою з газовідвідною трубкою 2, занурюють у водяну баню 3, закріплюють у штативі і щільно закривають пробкою. В евдіометр 4 (калібровану скляну трубку) наливають до краю воду, закривають його скляною пластиною або долонею, перевертають, опускають закритий кінець у ванну з водою 5 і закріплюють вертикально у штативі.

Запалюють газовий пальник. Повітря в колбі починає нагріватись, розширюватись і виходити бульбашками з газовідвідної трубки, яка занурена у ванну 5. Після того, коли вода у водяній бані закипить і бульбашки повітря припинять виділятися, температура приладу не змінюватиметься.

Газовідвідну трубку підводять під евдіометр. Відкривають пробку колби 1, швидко вкидають в неї злегка прикриту корком ампулу 6 з досліджуваною рідиною, маса якої відома, і знову щільно закривають колбу пробкою. На дні колби повинна бути скловата, щоб ампула при падінні не розбила колбу. У колбі рідина випаровується, її пара витісняє повітря в евдіометр, за допомогою якого визначається об’єм газу . Об’єм витісненого повітря відповідає об’єму, який би займала пара досліджуваної рідини, маючи такі самі температуру та тиск, за яких перебуває повітря в евдіометрі. Коли витіснення повітря припиняється, експеримент закінчується. Після цього обов’язково потрібно погасити газовий пальник та відкрити пробку колби 1, інакше внаслідок охолодження в колбі створиться розрідження і в неї потрапить вода з ванни 5.

Після закінчення експерименту визначають температуру і тиск в лабораторії. Вимірюють також об’єм повітря в евдіометрі та різницю рівнів водив евдіометрі і ванні 5 (рис. 1).

Молярну масу рідини обчислюють за рівнянням (1.3), враховуючи те, що:

(мм рт.ст.см³)/(мольК);

–температура повітря в евдіометрі, яку приймають рівною температурі в лабораторії, К;

–тиск повітря в евдіометрі, який визначають за рівнянням:

, (1.4)

де – барометричний (атмосферний) тиск, мм рт. ст.; – різниця рівнів води в евдіометрі та у ванні 5, мм; 13,6 – відношення густини Hg до густини Н₂О; – тиск насиченої водяної пари при температурі досліду, який визначається за табл.1.1., мм рт. ст.;

–об’єм повітря в евдіометрі, см³.

Таблиця 1.1 – Тиск насиченої водяної пари при різних температурах

t, 0С	18	19	20	21	22	23	24	25
В, мм рт. ст.	15,5	16,5	17,5	18,7	19,8	21,1	22,4	23,7

Звіт

1. Досліджувана рідина: г/моль.

2. Дані експерименту:

маса рідини г;

температура повітря в евдіометрі К;

атмосферний тиск мм рт. ст.;

об’єм повітря в евдіометрі см³;

різниця рівнів води мм;

тиск насиченої водяної пари мм рт. ст.

3. Розрахунок тиску повітря в евдіометрі за (1.4): мм рт. ст.

4. Розрахунок експериментального значення молярної маси леткої рідини (результат скорочується до цілого числа): г/моль.

5. Визначення відносної похибки експерименту: %.

6. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА: [1, с. 184; 2, с. 64; 3, с.13; 7, с. 13 – 15].