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實驗二 蒸氣密度的測定

實驗二 蒸氣密度的測定. 49812046 胡凱弦 目的及步驟 49812022 洪維彣 原理及推導 49812010 王鄧安 數據處理. 實驗目的. 利用 Victor Meyer Method 裝置 測定 的固體或液體的蒸氣密度 (1) 理想氣體方程式 了解 (2) 凡得瓦方程式 的應用 (3) 伯舍樂方程式. (1) 易揮發 性 (2) 加熱不易分解. 原理推導. i. 理想氣體方程式 ( Ideal Gas equation ). 利用標準狀態蒸氣密度 (vapor density) 推得分子量

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實驗二 蒸氣密度的測定

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Presentation Transcript

  1. 實驗二 蒸氣密度的測定 • 49812046 胡凱弦 目的及步驟 • 49812022 洪維彣 原理及推導 • 49812010 王鄧安 數據處理

  2. 實驗目的

  3. 利用Victor Meyer Method裝置 測定的固體或液體的蒸氣密度 (1)理想氣體方程式 • 了解 (2)凡得瓦方程式 的應用 (3)伯舍樂方程式 (1)易揮發性 (2)加熱不易分解

  4. 原理推導

  5. i.理想氣體方程式 (Ideal Gasequation) • 利用標準狀態蒸氣密度 (vapor density)推得分子量 m:sample重(g) :蒸氣體積(ml) 樣品完全汽化後的體積 標準狀態下1atm=760mmHg 0℃=273.15K

  6. 而在標準狀態下，1 mole的氣體體積為22.414L

  7. m已知，求 (在密封狀態下→n constant；R=0.082 ) 要修正P，因為我們要的是蒸氣體積 →(飽和水蒸汽壓)

  8. ------(1) ------(2) ------(3) 將　(2)、(３)代入　(１) → P｡ and T｡ are const. (公式-６) (公式-7) 　　　即符合理想氣體方程式

  9. 理想氣體與真實氣體的比較︰

  10. ii.凡得瓦方程式(van der Waals equation) 第一個既能用於氣體，又能用於液體，並能顯示氣-液相變的方程式

  11. (公式-8) (公式-9) (公式-10) a.b：凡得瓦常數 a為作用力b為單位莫耳的體積 P：觀測所得實際壓力(atm)V：蒸氣體積(l) n：試樣莫耳數 T：觀測溫度(K) R：氣體常數=0.08206 m：試樣質量(g)

  12. iii.伯舍樂方程式　(Berthelot equation ) (公式-11) P：觀測所得實際壓力(atm)V：觀測蒸氣體積(l) n：試樣莫耳數 (mole)T：觀測溫度(K) R：氣體常數=0.08206 Pc：臨界壓力(atm) Tc：臨界溫度(K) m：試樣質量(g)

  13. CRITICAL POINT 臨界點：當物質的溫度、壓力超過此界線即臨界溫度及臨界壓力。

  14. van der Waals equationv.s.Berthelot equation 有名的方程式如凡得瓦方程式(Van der Waals)，修正了分子間的作用力，改善理想氣體方程式“缺陷”；伯舍樂方程式(Berthelot)把溫度與壓力的問題一併修正，使得更接近了真實氣體的表現

  15. 實驗步驟

  16. (1)試液充填法 • 秤一毛細管重 m1 (精秤至0.1mg) • 填入待測溶液約1/3滿 • 以酒精燈加熱熔封兩端(火焰勿太靠近溶液處) • 擦乾外表，精秤重量m2，計算毛細管內試液重m

  17. (2)蒸氣密度及其分子量的測定 • 於A管注入沸點較試液高30度之液體(水) ，將毛細管置於B管 • 加熱A管，使沸騰

  18. 移動水準瓶K測試系統是否封閉，若為封閉量氣管H中液面無顯著變化移動水準瓶K測試系統是否封閉，若為封閉量氣管H中液面無顯著變化 H

  19. 關C+E，同時關G開F • 過一段時間關F開G，觀察H內液位有無變化 • 無變化，表示溫度已穩定; 有變化，則重複以上步驟至穩定

  20. 壓力校正

  21. 開G關F，調節K的液面 與H等高，記錄H液位為V1 … … … … … … … V1

  22. 將鋼管下壓，使毛細管破裂

  23. 樣品受熱氣化，B內空氣至H，使液面下降,移動水準瓶，保持H及K的液面等高，記錄液面移動最大值V2樣品受熱氣化，B內空氣至H，使液面下降,移動水準瓶，保持H及K的液面等高，記錄液面移動最大值V2 … … … … … … … V2

  24. 紀錄H周圍之溫度及當時的大氣壓 • 重複以上步驟三次，求平均分子量

  25. 數據處理

  26. 求分子量

  27. i.理想氣體方程式 (Ideal Gasequation) (公式-7) P：量氣管周圍大氣壓力(mmHg) Pw：飽和水蒸氣壓(查表一) V：蒸氣體積(l) m：試樣質量(g) R：氣體常數=0.08206 T：觀測溫度(K)

  28. ii.凡得瓦方程式(van der Waals equation) (公式-9) P：觀測所得實際壓力(atm)V：蒸氣體積(l) n：試樣莫耳數 T：觀測溫度(K) R：氣體常數=0.08206 a.b：凡得瓦常數(查表2)課本p13 m：試樣質量(g)

  29. iii.伯舍樂方程式　(Berthelot equation ) (公式-11) P：觀測所得實際壓力(atm)V：觀測蒸氣體積(l) n：試樣莫耳數 T：觀測溫度(K) R：氣體常數=0.08206 Pc：臨界壓力(atm)(查表2) Tc：臨界溫度(K) (查表2) m：試樣質量(g)

  30. REFERENCE • http://www.kwantlen.ca/science/chemistry/faculty/pduffy/2310/labs/victormeyer.pdf • http://chemistry.tutorvista.com/physical-chemistry/steps-for-molecular-mass-determination.html#top • http://www.che.kuas.edu.tw/blog/36/20

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