Хід виконання роботи
Колбу 1 для випаровування рідини (рис. 2) з’єднують за допомогою короткої гумової трубки з газовідвідною трубкою 2, занурюють у водяну баню 6, закріплюють у штативі та щільно закривають пробкою. Калібровану трубку 4 (евдіометр) наповнюють до краю водою, закривають скляною пластиною або рукою, перевертають, опускають закритий кінець у воду (у ванну 5), відкривають і закріплюють вертикально в штативі.
Запалюють газовий пальник. Повітря в колбі починає нагріватися і внаслідок розширення виходити бульбашками з газовідвідної трубки, яка занурена у ванну з водою. Коли вода у водяній бані 6 закипить і бульбашки повітря припинять виділятися, температура приладу буде сталою.
Газовідвідну трубку підводять під евдіометр, відкривають пробку колби 1, швидко вкидають в неї злегка прикриту ампулу 3 з досліджуваною рідиною і знову щільно закривають пробкою. На дні колби повинна бути скляна вата, щоб ампула при падінні не розбила колбу. Рідину в ампулі заздалегідь зважують. У колбі рідина випаровується, її пара витісняє повітря в евдіометр, де визначають його об’єм V. 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 закінчують. Після цього обов’язково потрібно загасити газовий пальник та відкрити пробку колби 1, інакше при охолодженні в колбі створиться розрідження і в неї потрапить вода з ванни 5.
Обробка експериментальних даних
Після закінчення експерименту визначають температуру і тиск в лабораторії. Вимірюють також об’єм повітря V в евдіометрі 4 та різницю рівнів води Н в евдіометрі і ванні 5 (рис. 2).
t = __ 0С; Т =___ К; Рбар. = ____ мм. рт. ст.; V = __ см3; Н = ___ мм.
Молярну масу рідини розраховують за рівнянням Менделєєва- Клапейрона:
|
(2.4) |
,
де g
– маса рідини, г;
R
– універсальна газова стала (якщо тиск
виражати в мм.
рт. ст.,
а об’єм – в см3,
то
мм.
рт. ст.·см3/моль·К);
Т
– температура повітря в евдіометрі,
яку приймають рівною кімнатній
температурі, К;
Ревд.
– тиск повітря в евдіометрі, який
розраховують за рівнянням:
|
(2.5) |
,де Рбар. – барометричний (атмосферний) тиск, мм. рт. ст.; Н – різниця рівнів води в евдіометрі і у ванні 5, мм; В – тиск насиченої водяної пари при температурі досліду, мм. рт. ст. (табл. 2.1).
Таблиця 2.1 – Тиск насиченої водяної пари при різних температурах
В, мм. рт. ст. |
12,8 |
15,5 |
16,5 |
17,5 |
18,7 |
19,8 |
21,1 |
22,4 |
23,7 |
t, 0С |
15 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
Розраховану молярну масу рідини порівнюють з теоретичним значенням (досліджувані в роботі рідини – ацетон (C3H6O), хлороформ (CHCl3), метанол (CH3OH), чотирихлористий вуглець (CCl4 )), визначають відносну похибку експерименту, пишуть висновок щодо проведеної роботи.
Контрольні запитання
1. Як можна визначити молярну масу леткої рідини?
2. Запишіть та прокоментуйте рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона).
3. Які експериментальні дані необхідно знати для розрахунку молярної маси досліджуваної рідини?
4. Як розрахувати тиск повітря в евдіометрі?
5. Чи впливає температура на тиск насиченої водяної пари? Якщо так, то як саме?
ЛІТЕРАТУРА: 2, с. 15; 5, с. 28.