Контрольные вопросы

1. На чем основан метод физико-химического анализа гетерогенных систем?

2. Какие параметры влияют на свойства гетерогенной однокомпонентной системы?

3. В каких координатах изображают диаграммы состояния гетерогенных однокомпонентных систем?

4. Как выглядит диаграмма состояния воды при низком давлении?

5. Сколько полей можно выделить на диаграмме состояния воды?

6. Какие фазы находятся в равновесии на линии ОА диаграммы состояния воды?

7. Какие процессы происходят на линии ОВ диаграммы состояния воды?

8. Какой процесс описывает линия ОС?

9. Что определяет наклон линий диаграммы?

10. Что такое точка безвариантного равновесия?

11. Каким уравнением описывается ход линий диаграммы?

12. Как выглядит дифференциальная форма уравнения Клаузиуса-Клапейрона?

13. Какую форму уравнения Клаузиуса-Клапейрона применяют для описания переходов между конденсированными фазами?

14. Какую форму уравнения Клаузиуса-Клапейрона применяют для описания процесса испарения?

15. Как изменяется теплота испарения при повышении температуры?

16. Каким уравнением описывается зависимость давления насыщенного пара от температуры?

17. Какие методы используются для измерения давления насыщенного пара?

Лабораторная работа №5. Давление насыщенного пара

Цель работы. Определить теплоту и энтропию испарения предложенной жидкости.

Сущность работы. Используя динамический метод измерения давления насыщенного пара, получают экспериментальную зависимость температуры кипения жидкости от давления. По экспериментальным данным строят зависимость в координатах lnp – 1/T. После математической обработки, вычисляют теплоту, изменение энтропии испарения жидкости и ее константу кипения (эбуллиоскопическую постоянную).

Оборудование и реактивы. Колбонагреватель, вакуумный насос, манометр, термометр со шлифом на температурный интервал от 0 до 150°С, колба круглодонная двугорлая объемом 100 мл, обратный шариковый холодильник (Аллина) длиной 25 см, склянка для промывания газов (Вульфа), колба круглодонная с длинным горлом, каплеуловитель, кран трехходовой – 1 шт., кран вакуумный трехходовой – 1 шт., трубка соединительная Т-образная – 3 шт.

Выполнение работы

1. В двугорлую колбу 6 отобрать 50 мл исследуемой жидкости (по заданию преподавателя).

2. Собрать установку, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. Установка для измерения давления пара динамическим методом. 1 - каплеуловитель; 2 – круглодонная колба с длинным горлом; 3 – трубка соединительная Т-образная; 4 – обратный шариковый холодильник; 5 – термометр; 6 – двугорлая колба; 7 – трехходовой кран; 8 – трехходовой вакуумный кран; 9 – склянка Вульфа.

3. Трехходовой кран 7 поместить в положение «В»: система сообщается с вакуумной линией.

4. Трехходовой вакуумный кран 8 поместить в положение «В»: вакуумная линия сообщается с вакуумным насосом.

5. Включить вакуумный насос.

6. Создать разрежение в системе до давления, на 20 – 30 мм рт. ст. превышающего давление, при котором жидкость кипит при комнатной температуре.

7. Трехходовой кран 7 поместить в положение «З»: система отключена от вакуумной линии и от атмосферы.

8. Трехходовой вакуумный кран 8 поместить в положение «А»: вакуумная линия отключена от остальной системы и сообщена с атмосферой.

9. Выключить вакуумный насос.

10. Проверить герметичность установки: она считается достаточной, если за 10-15 мин давление в системе повысится не более чем на 1 – 2 мм рт. ст.

11. Подать воду в холодильник.

12. Включить колбонагреватель.

13. Отрегулировать скорость нагрева, которая должна составлять около 5°С/мин.

14. Когда жидкость закипит и в системе установится постоянная температура записать показания термометра и манометра в таблицу экспериментальных данных.

15. Трехходовой кран 7 осторожно поместить в положение «А» (система отключена от вакуумной линии и сообщается с атмосферой) и увеличить давление в системе на 20 – 30 мм рт. ст.

16. Трехходовой кран 7 поместить в положение «З».

17. Когда жидкость опять закипит и в системе установится постоянная температура записать показания термометра и манометра в таблицу экспериментальных данных.

18. Открыть трехходовой кран 7, увеличить давление в системе на 20 – 30 мм рт. ст. и получить новые данные по температуре кипения и давлению.

19. Выполнять п.п. 14-16 до давления в системе, равного атмосферному.

Всего в процессе эксперимента должно быть получено 15-20 данных по температуре кипения жидкости и давлению.