nebo její linearizovaný tvar a T

Transkript

1 lk syté áry záislost n telotě Úod: Měření záislosti tlku syté áry n telotě má ýznm ro zjišťoání telot ru klin jejich směsí ři různých tlcích nok k ýočtu složení r jejich směsí ři různých telotách ru, okud se řídí oultoým zákonem. lku sytých r můžeme yužít též k ýočtu ýrného tel klin. Úkol: ) Stnoit záislost tlku syté áry n telotě římým měřením tlku teloty roucí kliny, ) grficky yjádřit linerizonou záislost tlku sytých r n telotě dné kliny yočítt hodnoty konstnt Augustoy ronice, ) yočítt hodnoty konstnt Antoineoy ronice, oront je s hodnotmi uáděnými tbulkách grficky yjádřit linerizonou záislost tlku sytých r n telotě, 4) likcí lusioy leyronoy ronice yočítt hodnoty molárního měrného ýrného tel. eoretický úod: Záislost tlku sytých r n telotě formuluje nejjednodušeji Augusto ronice nebo její linerizoný tr b V uedených ronicích se tlk uádí sclech (P) nebo čstěji kilosclech (kp) bsolutní telot kelinech (K). Jinou formulcí této záislosti je Antoineo ronice uáděná obykle linerizoném tru log A t nebo čstěji A nebo i b e PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro

2 A t Pro hodnoty konstnt A, uáděné tbulkách se yjdřuje tlk zridl kilosclech (kp) telot kelinech (K) nebo telot t e. Podle toho zd jsou tlky logritmoány řirozeně nebo dekdicky teloty doszoány kelinech nebo, nbýjí hodnoty konstnt A, různých hodnot. Hodnoty konstnt Augustoy ronice zjistíme nejlée z grfu záislosti n / tru regresní ronice. Hodnoty konstnt Antoineoy ronice yočteme doszením nměřených hodnot tlků sytých r, telot t, t t do tří ronic dostneme ro konstntu A A nebo A nebo A, t t t ro konstntu ( t ) ( t ) ( t ) ( t ) nebo t t t t ( t ) ( t ) t t nebo tké ro konstntu ( t t ) t ( t t ) t ( t t ) ( t t ) Pro ýočet konstnty lze ododit i zdánliě odlišný tr, který je le totožný s ýše uedeným. Protože tlky i očítáme ze zorců i i. ρ Hg. g logritmickém členu se yskytuje oměr tlků, můžeme konstnty očítt římo z hodnot i h t h m, kde h t je rozdíl ýšek hldin rtuti e rtuťoém brometru h m rozdíl ýšek hldin rtuti n U-mnometru řiojeném n ebuliometr: PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro

3 ( t ) ( t ) ( t )( t ) l ( t t ) t ( t t ) t ( t t ) ( t t ) t nebo t t t td. Kontrolu sránosti doszení říslušných hodnot do zorce ro ýočet konstnty si usndníme zedením omocných hodnot h ( t t ) b ( t t ). h Po ýočtu zkontroloání jejich hodnot je k dosdíme do zorce bt t b Protože doszoání obecného ýrzu ro ýočet konstnty do ýrzů ro ýočet konstnt A jejich ýočet znčně komlikuje, dooručuje se dosdit číseou hodnotu konstnty o jejím ýočtu z exerimentáích dt do ýrzů ro ýočet číseé hodnoty konstnty odobným zůsobem yočítt i číseou hodnotu konstnty A. Při ýočtu číseé hodnoty konstnty dodržujeme zásdu olby telot jim říslušných tlků sytých r tk, by rozdíly telot byly ztíženy minimáí reltiní chybou, tj., by jejich hodnoty byly mximáí, rotože rozdíly telot jsou násobeny ysokými hodnotmi telot, zláště k u erzí očítjících s bsolutními telotmi. Proto usilujeme o měření nejširším interlu okrjoých telot očítáme s telotmi e. Hodnoty konstnt, A zokrouhlujeme ž o ýočtu konstnt A n 4 ltná míst, bychom ři dooručeném ostuu jejich ýočtu nehromdili chyby ylýjící z ředčsného zokrouhloání hodnot konstnt. Aby byly členy ré strny linerizoné Augustoy ronice sčítteé, musí mít stejnou jednotku. Proto musí mít konstnt b jednotku [K]. Podobně musí mít konstnty Antoineoě ronici jednotku [ ] doszujeme -li teloty e [K] doszujemeli teloty kelinech. PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro

4 4 Konstnt Antoineoy ronice můžeme oužít k ýočtu ΔH - molárního - měrného ýrného tel kliny o molární hmotnosti M úrou lusioy-leyronoy ronice doszením z ( / ): ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) M ΔH A A M ΔH ΔH úrmidostneme Doszením do ředchozích ronic, je ronice Z Antoineoy. odkud Pro ýočet molárního měrného ýrného tel šk musíme yočítt hodnoty konstnt kelinech roto musíme oužít ro jejich ýočet Antoineoy ronice e erzi s bsolutními telotmi. Protože ýrné telo záisí n telotě, je třeb do shor uedených ronic doszot z teloty, :, kde je bsolutní telot, ro kterou ltí jí říslušné hodnoty ýrných teel, ΔH. Konstnt Augustoy ronice nemůžeme oužít ro ýočet ýrných teel, rotože bychom dosěli k bsurdnímu záěru, že ýrná tel nezáisí n telotě. PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro

5 Sest rtury: ebuliometr, - kondenzátor chldič, - odní lázeň, 4- ojistná láhe, 5- U-mnometr ěný rtutí, 6- kohout nebo tlčk regulce odtlku, 7- řiojení ýěy, 8- ryžoé hdičky Postu ři měření: Odečteme zíšeme telotu rozdíl ýšek hldin rtuti h t (mm) n rtuťoém brometru. Záislost tlku syté áry n telotě stnoíme nejsnáze n rtuře sestené odle shor uedeného obrázku. Świętoslwského ebuliometr () s rnými kmínky onořený do odní termosttické lázně () níme ž o hrdlo měřenou klinou. Při měření n sestené rtuře chráníme obličej obličejoými štíty řed možným nebezečím imloze!!! PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro 5

6 Pk úě uzřeme kohout nebo tlčku regulce odtlku (6), uedeme do chodu ýěu, sledujeme rozdíl ýšek rtuti U- mnometru (5) občs okleeme držákem tyč, n které je ueněn rtur, bychom ředešli utjenému ru, ke kterému někdy dochází, i když jsou do bňky ebuliometru hozeny rné kmínky. Jkmile dojde k ru, ooteřeme kohout nebo tlčku (6) regulce odtlku, bychom ráě udrželi telotu roucí kliny n telotě lázně yronné s telotou lbortoře. Počkáme n ustálení teloty ru odtlku, odečteme zíšeme telotu ru t ( ) rozdíl ýšek hldin rtuti h m (mm) U- mnometru. Nedojde-li k ru ni ři mximáím odtlku yozeném ýěou, zčneme ozo zhřít odní lázeň z stálého okleáání tyče stojnu dokud nedosáhneme ru kliny. Odečteme telotu ru rozdíl ýšek hldin rtuti U-mnometru. Pk ooteřeme tlčku nebo kohout regulce odtlku zýšíme telotu lázně si o 5 řiíráním tlčky nebo kohoutu 6 otrně zyšujeme odtlk ž do dosžení teloty ru. Zíšeme odečtené hodnoty teloty rozdílu ýšek hldin rtuti U-mnometru okrčujeme měření ostuným zyšoáním teloty o interlech si 5 snižoáním odtlku ž do dosžení nuloého odtlku. Pk můžeme měřit dál ostuným ochlzoáním lázně měřením rozdílu ýšek hldin U-mnometru ž do dosžení teloty ru ři lbortorní telotě nebo ři mximáím odtlku yozeném ýěou. Vyhodnocení ýsledků měření: Nměřené yočtené hodnoty zíšeme do tbulky nř. odle zoru grfem znázorníme linerizonou záislost tlku sytých r n telotě odle Augustoy ronice: č.m. t/ h-m/mm Hg h-m/mm Hg h-t/mm Hg E-D /kp / ,9679 0,0088, t 75,465 0,004, , ρhg54 55,8749 0,008, kg/m 77 50,0796 0,0008, , ,607 0,0097 4, ,8649 0,0094 4, , ,08 0,0098 4, ,665 0, , ,655 0, , , ,9 0,0086 4, PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro 6

7 5 4,5 4,5,5 Záislost -/- ethylcetát- Seifert - 49,9*/ 6,907 0,9977 0,008 0,009 0,00 0,00 0,00 0,00 0,004 Shor uedeným ostuem yočteme hodnoty konstnt, A grficky yjádříme Antoineou ronici: č.m. t/ /kp / b/ b*t *t / 9,96 77, , , ,745 05, , ,64 t/ /(t), , ,4655 0, ,5,56 0, ,964 0, ,5 4,686 0, , , ,5 4,786 0, , , ,584 0, Po ýočtu konstnt A zokrouhlíme jejich hodnoty: A 9,98, 98,6 05,8, yočteme hodnoty /(t) nkreslíme grf odle linerizoné Antoineoy ronice: / ( - kp) 5,00 4,50 4,00,50,00,50 Záislost - /(t ) - ethylcetát- Seifert Seifert -98,5*/(t) 9,984 0,9998 Grd y -949,7x 9,776 0,998,00 0,0055 0,006 0,0065 0,007 0,0075 0,008 /(t ) PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro 7

8 Z grfů odečteme hodnoty konstnt Augustoy 9,9, b 4 9 K Antoineoy ronice A 9,98 98,5. Pro ýočet ýrných teel otřebujeme yočítt konstntu, nkreslit grf záislosti n /() z něj odečíst hodnotu konstnty. Pro ýočet konstnty byly odle shor uedeného dooručení ybrány hodnoty uedené tbulce Č.m. 5 0 /mm Hg t/,0 6,5 76,5 /K 95, 6,6 49,6 Konstnt byl yočten ze shor uedené ronice s erzí, tkže o doszení je 75mm 75mm ( 76,5) K 6,6K ( 6,5) K49,6K 48mm 755mm 75mm 75mm ( 6,5) K ( 76,5)K 755mm 48mm 7, 07 č.m. t/ h-m/mm Hg h-m/mm Hg h-t/mm Hg E6- D Δ /kp /( ) /K ,9679,989 0, , t 75,465,46 0,00554, 46, ρhg54 55,8749,56 0, , kg/m 77 50,0796,96 0, , 5 6, ,607 4,64 0, , ,8649 4,748 0, , 7 69, ,08 4,7 0, , ,665 4,496 0, , ,655 4,58 0, , 0 76, ,9 4,608 0, ,6 Diskuse ýsledků: Pltnost obou ronic byl úsěšně oěřen. ozdíl hodnot konstnt A yočtených odečtených z grfu je zřejmě zůsoben tím, že k jejich ýočtu bylo oužito ouze tří ybrných hodnot, ztímco z grfu byly odečteny jejich hodnoty ze šech nměřených, šk s oužitím yočtené hodnoty konstnty. Hodnoty yočtené odečtené z grfu jsou e elmi dobré shodě. Při olbě jiné trojice ýchozích hodnot ro ýočet těchto konstnt bychom dosěli k jiným ýsledkům k jiné shodě. Hodnoty konstnt uáděné tbulkách Vohlídl kol.:hemické nlytické tbulky, Grd ubl.00 ro ethylcetát: A 6,7, 45 7,9 ro teloty t e log s tlky kp PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro 8

9 tbulkách Ing. Holeček, sc.:hemicko-inženýrské tbulky,všh 00: A 4,4, 79-57,5 ro teloty kelinech s tlky kp telotní interl 60 K ž 85 K. Aby byly hodnoty konstnt zjištěné z exerimentáích ýsledků sronteé s tbelonými, musíme hodnoty řirozených logritmů řeočítt n dekdické násobením hodnotou log e 0,44: log 0,44 0,44( A /(t) ozdíá hodnot konstnty oroti hodnotě e Vohlídloých tbulkách oliňuje ýočet konstnt A, které jsou roněž rozdíé. Záorná hodnot konstnty hemicko-inženýrských tbulkách je zůsobená doszoáním telot kelinech odsttně širším telotním interlem ltnosti hodnot. Použijeme-li k ýočtům hodnot exerimentáě zjištěných nebo tbeloných hodnot, dostneme rkticky stejné ýsledky, lée šk ro užší telotní interl, e kterém měříme, yhoují hodnoty yočtené z exerimentáích dt, okud byly sráně změřeny. Z růběhu grfů je zřejmá dobrá ráce exerimentátorů. Příloh: bulky grfy jsou uedeny ředchozím odstci. Kontroí otázky: ) Nište ronice yjdřující záislost tlku sytých r kliny n telotě ) exonenciáím, b) linerizoném tru. ) Jk zjistíte hodnoty konstnt b Augustoy ronice? Jké jsou jejich jednotky? ) Jk zjistíte hodnoty konstnt A, Antoineoy ronice? Jké jsou jejich jednotky? 4) Čím jsou zůsobeny rozdíly hodnotách konstnt A, Antoineoy ronice zjištěné ýočtem odečítáním z grfu? 5) Lze tyto rozdíly eliminot? Jestli no, tedy jk? 6) Mjí hodnoty konstnt ronic yjdřujících záislost tlku sytých r n telotě rktický ýznm? Jestli no, tedy jký? 7) Konkretizujte ýznm těchto konstnt nř. ři ýočtu telot ru ideáích směsí. 8) Jk byste zjistili telotu ru ideáí binární směsi z ) tmosférického, b) jiného dného tlku? 9) Jk yužijete hodnot konstnt Antoineoy ronice k ýočtu hodnot molárního měrného ýrného tel kliny? PDF ytořeno zkušební erzí dffctory Pro 9