Определение удельной теплоемкости раствора. Исследование равновесия жидкость (Лабораторные работы № 1-9 по курсу "Физическая химия")

Страницы работы

Фрагмент текста работы

случае испарения жидкости или твердого вещества (возгонки) при известных допущениях (Vконд=0  и пар является  идеальным газом) уравнение принимает вид:                                                   (5.4)

или                                   ,                                                                (5.4')

где  и– мольные теплоты испарения и возгонки. Т.к. эти величины всегда положительные, то с повышением температуры давление насыщенного пара всегда возрастает, причем над твердой фазой более резко, чем над жидкой, поскольку  >. Интегрируя (5.4) при постоянном значении  (что допустимо для небольшого температурного интервала), получим

.                                                           (5.5)

В координатах lgP- такая зависимость выражается прямой, позволяющей определить величину  по тангенсу угла наклона прямой к оси . Очевидно =-19.147·tgα. Это же справедливо и для случая возгонки (3.4'). Влияние давления на температуру плавления определяется соотношением

                                                                       (5.6), где - мольная теплота плавления. Так как >0, то влияние давления на температуру плавления определяется знаком ∆V=Vж-Vт. Чаще всего ∆V>0 и с повышением давления температура плавления возрастает обычно очень незначительно из-за ничтожно малой величины ∆V.

Лабораторная работа 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУР

РАСТВОРЕНИЯ ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ

Цель работы: построение и анализ диаграммы состояния двухкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов друг в друге.

Приборы и реактивы: шесть запаянных ампул, содержащих воду и фенол в разных соотношениях, стакан или колбу с водой, термометр с ценой деления 0,1°С, нагревательный элемент.

Теоретическое обоснование

Две жидкости А и В могут проявлять практически полную нерастворимость при любых температурах или наоборот, неограниченную взаимную растворимость при всех температурах; наконец существуют системы с ограниченной взаимной растворимостью жидкостей, меняющейся с температурой. В настоящей работе изучается последний случай.

с   о   с   т   а   в

Рис. 5.1   Кривые расслоения двух жидкостей

Чаще всего взаимная растворимость жидкостей с повышением температуры возрастает; в таком случае всегда существует температура, выше которой жидкости растворимы неограниченно. Ее называют верхней критической температурой растворения (tк на рис. 5.1а).

Реже встречаются системы, в которых взаимная растворимость возрастает с понижением температуры. В таких системах будет нижняя критическая температура (tk на рис. 5.1б). Существуют также системы, имеющие одновременно и верхнюю и нижнюю критические температуры растворения ( и  на рис. 5.1в). Если влияние температуры на растворимость жидкостей неоднозначно, то критические температуры растворения отсутствуют (рис. 1г). Представленные на рис. 1 кривые называют кривыми расслоения. Левая ветвь кривых определяет состав насыщенных растворов жидкости В в жидкости А, а правая наоборот – А в В. Вне кривой расслоения система гомогенна; в области, ограниченной кривой расслоения, система распадается на два насыщенных раствора, состав которых при данной температуре постоянный, например, m и n . Количественное соотношение фаз определяется по правилу рычага, например, для состава смеси “с” при постоянной температуре доля фазы состава m определяется соотношением отрезков , а фазы состава n  отношением  .

Задача работы сводится к построению кривой расслоения из экспериментальных данных, на пример, для системы вода-фенол (тип а). Из рис. 5.1 следует, что любая двухслойная смесь при нагревании до некоторой температуры, зависящей от состава смеси, становится однородной (например, при t для смеси состава c), а при обратном охлаждении снова расслаивается.

Таким образом, при нагреве для каждой смеси можно определить соответствующую температуру “просветления” и, имея серию разных смесей, построить всю кривую расслоения.

Методика эксперимента

Для опыта используют 6 запаянных стеклянных ампул, содержащих смесь фенола и воды состава, приведенного в табл. 5.1. Для удобства ампулы закреплены в проволочных держателях.

В большой стакан с водой, установленный на асбестовом полотне на электроплитке, погружают термометр, укрепленный на штативе. Стакан должен быть хорошо освещен, для этого сбоку устанавливается осветитель. Включив лампу, опускают в воду первую ампулу и медленно нагревают воду. ампулу часто встряхивают, не давая жидкости расслаиваться. В момент, когда жидкость в сосуде становится прозрачной, записывают температуру и отставляют плитку. Некоторое время температура воды продолжает повышаться, затем начинается её охлаждение и в известный момент смесь в ампуле снова мутнеет. Температуру помутнения отмечают и принимают среднюю из двух

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
618 Kb
Скачали:
0