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實驗二 ： 蒸氣密度的測定 -Victor Meyer Method

實驗二 ： 蒸氣密度的測定 -Victor Meyer Method. 組員 ： 化學三 49712021 胡世欣 ( 做圖及數據處理 ) 化學三 49712023 林煒舜 ( 原理及公式推導 ) 化學三 49712039 蘇源翔 ( 實驗的操作步驟 ). 49712023 林煒舜. 原理與公式推導. 使用條件：易揮發、加熱不易分解的固體或液體，可應用此裝置測其蒸氣密度並進而推算分子量。 首先，將 sample 加熱，使其完全蒸發變成蒸氣，此蒸氣排除等體積的空氣，經由量氣管收集被排除空氣的體積。. Victor meYER.

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實驗二 ： 蒸氣密度的測定 -Victor Meyer Method

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Presentation Transcript

  1. 實驗二：蒸氣密度的測定-Victor Meyer Method 組員： 化學三 49712021 胡世欣(做圖及數據處理) 化學三 49712023 林煒舜(原理及公式推導) 化學三 49712039 蘇源翔(實驗的操作步驟)

  2. 49712023 林煒舜 原理與公式推導

  3. 使用條件：易揮發、加熱不易分解的固體或液體，可應用此裝置測其蒸氣密度並進而推算分子量。使用條件：易揮發、加熱不易分解的固體或液體，可應用此裝置測其蒸氣密度並進而推算分子量。 首先，將sample加熱，使其完全蒸發變成蒸氣，此蒸氣排除等體積的空氣，經由量氣管收集被排除空氣的體積。 Victor meYER

  4. 首先，使用PV=nRT跟標準狀態下比較。 PV=nRT―1 P₀V₀=nRT₀―2 第一個式子為m克固體或液體完全氣化產生蒸氣時的溫度T與壓力P，蒸氣所佔的體積V (ml)，與標準狀態(2式)比較，相除得到課本第一個式子。 以理想氣體定率推算

  5. 其中P₀=1atm=760mmHg T₀=273.15K 假如蒸氣是在水面上收集，蒸氣壓還得先扣除水的飽和蒸汽壓。

  6. 所以1式應修正為 V₀= 設標準狀態蒸氣密度為 則

  7. 在標準狀態下1mole理想氣體的體積為22.414L，設M為分子量，則在標準狀態下1mole理想氣體的體積為22.414L，設M為分子量，則 把 代入↑並且移項

  8. 得到 • 從式子中可以發現22.414、 、 都是常數 • 設 • 把常數項代換掉

  9. 得到 移項 R=gas constant =0.082

  10. 物化課本P171.4節van der waals equation PS：張老師筆記為Vm不是V所以公式跟實驗課本不同。 展開得到 以凡得瓦方程式推算

  11. P=測得之實際壓力 • T=觀測溫度 • V=蒸氣體積 • a、b=凡得瓦常數(實驗課本p13) • 單位： • R為氣體常數0.082 • n為sample莫耳數

  12. 在 中 只有n為未知數，因此代入所有已知求得n 再利用 m為sample克數也是已知 就可算出蒸氣的分子量

  13. 方程式中P、V、R、T皆為已知， 、 則為臨界壓力(atm)跟溫度(K)(課本p12) 將已知代入即可算出n，一樣代入 就可以算出蒸氣分子量 以伯舍樂方程式推算

  14. 伯舍樂方程式課本給的這種形式較適用於低壓狀態。伯舍樂方程式課本給的這種形式較適用於低壓狀態。 資料來源：http://www.sklogwiki.org/SklogWiki/index.php?title=Berthelot_equation_of_state&oldid=10667 PS：若要查伯舍樂方程式建議用Berthelot 下去查。 補充

  15. 49712039 蘇源翔 實驗的操作方式

  16. 實驗步驟 試液充填：

  17. Victor Meyer E F D C G H B A

  18. 校正 關G開F E F D C G H B A

  19. 1.使得B管內空氣壓力及溫度與外面之一大氣壓相當1.使得B管內空氣壓力及溫度與外面之一大氣壓相當 E F D C G 2.關F打開G看看液面是否有移動，若無則表示空氣溫度穩定，有則表示不穩定，必須再關G開F調至沒有異動 H B A

  20. 測量 E D F C G H B 將毛細管綁在銅棒末端，再放入B管中 A

  21. E F D C G V1 H B A

  22. E F D C G H B 將銅棒下壓，將毛細管弄破，使試樣流出 A

  23. E 試樣流出後，受熱氣化，將B管內空氣置換到H量氣管中 F D C G H B A

  24. E D F C G V2 H B 排出的空氣使量氣管液面迅速下降，記錄體積為V2 A

  25. 記錄量氣管周圍溫度及大氣壓力 重複上述步驟三次，求平均分子量

  26. 49712021 胡世欣 作圖及數據處理

  27. Ideal Gas equation 在實驗中所得t ℃ ，壓力PmmHg下，所測得V(ml)分子量 (量取體積應選最大值) ，與已知代測物m(g)代入公式中，可得分子量 實驗取三次值，計算三次，取平均分子量 計算誤差

  28. 水的蒸氣壓力(課本p.12)

  29. Example(資料:圖書館用書) 代測物:丙酮 氣壓:P=762.4mmHg 室溫:t=27℃ Pw=26.739mmHg

  30. example 平均分子量= %of error=

  31. van der Waals equation 將觀測得壓力P(atm) ，溫度T(K) ，體積V(L) ，a 、b值帶入公式，可得欲測物分莫耳數n 又因 得分子量 實驗取三次值，計算三次，取平均分子量 計算誤差

  32. 氣體凡得瓦常數、臨界壓力及溫度(課本p.13)

  33. Berthlot equation 將觀測得壓力P(atm) ，溫度T(K) ，體積V(L) ，Pc(atm) and Tc(K) ，代入公式，可得欲測物分莫耳數n 又 可得分子量 實驗取三次值，計算三次，取平均分子量 計算誤差

  34. THE END~ THANKS

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