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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 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。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
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
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。
所以1式應修正為 V₀= 設標準狀態蒸氣密度為 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
得到 • 從式子中可以發現22.414、 、 都是常數 • 設 • 把常數項代換掉
得到 移項 R=gas constant =0.082
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
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
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
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
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
49712039 蘇源翔 實驗的操作方式
實驗步驟 試液充填:
Victor Meyer E F D C G H B A
校正 關G開F E F D C G H B A
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
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
E F D C G V1 H B A
E F D C G H B 將銅棒下壓,將毛細管弄破,使試樣流出 A
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
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
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
49712021 胡世欣 作圖及數據處理
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
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
example 平均分子量= %of error=
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
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
THE END~ THANKS