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實驗二 蒸氣密度的測定 PowerPoint PPT Presentation


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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


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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


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實驗目的


4714495

  • 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


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原理推導


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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


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而在標準狀態下,1 mole的氣體體積為22.414L


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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)


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------(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


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理想氣體與真實氣體的比較︰


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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


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(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)


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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)


Critical point

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。


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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


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實驗步驟


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(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


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(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


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  • 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


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  • 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


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壓力校正


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  • 開G關F,調節K的液面

    與H等高,記錄H液位為V1

V1


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  • 將鋼管下壓,使毛細管破裂


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  • 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


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  • 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


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數據處理


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求分子量


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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)


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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)


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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)


Reference

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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