Transcript 數據處理

實驗二 蒸氣密度的測定
Victor Meyer Method
林儷茵49712028
蕭明玉49712037
吳佳樺49712043
目的
• 了解理想氣體方程式應用之一
• 由一揮發固體或液體以victor meyer
method算其分子量
原理
應用Victor Meyer裝置測定分析
物的蒸氣密度
為易揮發且加熱時不易分解的固
體或液體
利用密度(ρ)可計算其分子量(M)
蒸氣體積=量氣管(gas measuring
tube)收集的體積=被排除的空氣體
積
比較
• 理想氣體方程式(Ideal Gas equation)
• 凡得瓦方程式(van der Waals equation)
將理想氣體所忽略的氣體自身分子大小及分子間作用力
考慮進來
• 伯舍樂方程式(Berthelot equation)
理想氣體方程式(Ideal Gas equation)
PV  nRT
PV
 nR
T
 n相同 R為const.
 標準狀態下


PV
PV 

 T : 273.15K

T
T 

P
:
1
atm

760
m
m
Hg
 

PVT
1
 V 
P T
修正(如蒸氣是在水面上收集)
V

P  Pw VT  Pw : 該溫度下的飽和蒸氣壓

2

P T
 查表一

m
  (V 代入)
V
m P T
3

P  Pw VT
在標準狀態下，1m ole理想氣體V  22.414L
M
 
22.414 1000
 M  22.414 1000 4 


將3代入4 
22.414m P T
M 
10005 P 和T 為const.
P  Pw VT

P nR
P
1 R 
 H int . 



T V
T 22.414 

簡化
m RT
6
M 
P  Pw V
m
 P  Pw V 
RT  nRT7 
M
凡得瓦方程式(van der Waals
equation)
PV  nRT
 n : m ole數


1V  V  nb
 b : 係數(不同分子，其b不同) 
分子相互作用力
a 少作用於牆
b 低碰撞
2

n
  
2
 P  (m olarconc.)   
 V  



a 
V  a : 係數

2P  P  2 Vm  
n Vm : m ole體積 
Vm 
PV  nRT
2
nRT
n
 a 
P
V  nb  V 
a
RT
 2
P
Vm  b Vm

a 
  P  2 Vm  b   RT
Vm 

2

an 
  P  2 V  nb  nRT8
V 

 P : 觀測P(atm)



 T : 觀測T ( K )

V : 蒸氣V ()




 2  atm
1 
、b 
)
 a、b : 凡得瓦const.(a 
2
m ole
m ole 

  atm


 R : gas const.  0.08206( K  m ole)



 n : sam plem ole

 n : m ole數


m
n
 m : 樣品重( g ) 
M

M
:
蒸氣分子量


m
 M  10
n
伯舍樂方程式(Berthelot
equation)

a
P
2

TVm


Vm  b   RT


2

Tc 
9 PTc
PV  nRT 1 
(1  6 2 ) 11
T 
 128 PcT


 P : 觀測P ( a tm)



 T : 觀測T ( K )



 V : 觀測V ( )

 n : 樣品m o le



 R : g a s co n st.  0.0 8 2 0 6(   a tm ) 

K  m o le 


 P c : 臨界P ( a tm)

 T : 臨界T ( K )

 c

P、
T、
a、b查EXP.2表 2
c
c
藥品與儀器裝置
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
victor meyer裝置
毛細管
噴燈
燒杯
加熱包
變壓器
升降台
滴管
鑷子
丙酮
未知試樣
凡士林
步驟
Pv=nRT
1.填充試液
•
•
•
•
•
•
秤毛細管重 m1 (精秤至0.1mg)
填入待測溶液,約1/3
以酒精燈熔封兩端 (火焰務太靠近管溶液)
擦乾
在秤重 m2
得溶液重 m1-m2=m
2.蒸氣密度與分子量測定
1.
•將外層(a)注入沸點高於
分析物30度之液體(EX.水)
•將毛細管放入內層,固定
•加熱外層(b)液體,使沸騰
2.檢察系統是否密閉
將系統密閉,移動水準瓶
液面有移動 -> ok
無移動->凡士林加強密閉
3.檢察溫度是否恆定
*裝置通向大氣
(關C. E,同時開F閉 G)
經過一段時間將裝置密閉
(關C. E,同時開G閉 F)
觀察液面是否有變化
->無變化 , 表示溫度已達穩定
->有變化,重複*步驟至穩定
4.
開G閉 F,調節H.K液面
等高,記錄液體位置(V1
mL)
將銅管下壓,使毛細管
破裂
樣品受熱氣化,推動B內
空氣至H,使液面下降,
移動水準瓶,保持H.K液
面等高
記錄液面移動最大值
(V2 mL)
• 紀錄量氣管周圍之溫度及當時的大氣壓
• 重複三次求平均分子量
• P unknow= P大氣 – P該溫度飽和水蒸氣壓
數據處理
1.理想氣體方程式(Ideal Gas equation)
m
( P  PW )V  nRT 
RT
M
1
R：氣體常數=0.08206 (l˙ atm˙ K ˙
P：實驗時的蒸氣壓力(mmHg)
Pw：飽和水蒸氣壓(查表一)
V：排除的空氣體積=觀測蒸氣的體積(l)
T：觀測溫度(K)
m：試樣的重量(g)
1
mole )
2.凡得瓦方程式(van der Waals equation)
2
na
( P  2 )(V  nb)  nRT
V
可忽略
展開：
2
3
n a n ab
PV  nRT  nPb 
 2
V
V
P：觀測所得實際壓力(atm)
T：觀測溫度(K)
2
V：觀測蒸氣體積(l)
1
l atm
b

a

2
a.b：凡得瓦常數(查表2)
mole
m ole
R：氣體常數=0.08206
m
M
m：試樣的重量(g)
n：試樣莫耳數
n
3.伯舍樂方程式(Berthelot equation)
2
9 PTc
Tc
PV  nRT[1 
(1  6 2 )]
128 PcT
T
P：觀測所得實際壓力(atm)
T：觀測溫度(K)
V：觀測蒸氣體積(l)
R：氣體常數=0.08206
m
M 
n：試樣莫耳數
n
Pc：臨界壓力(atm)
Tc：臨界溫度(K) (查表2)
m：試樣的重量(g)
• 欲測溶液 3次
• Unknown 3次
6次
3個公式
得18個數據
• 18組誤差
• 伯舍樂方程式修正項較多，理論上較精準
參考資料
• WIKI
• 物化課本1.4
• http://home.jmu.cn/oho/lab/mass.htm
维克托-梅耶（Victor-Meyer）方法
lxy.njut.edu.cn/myEditor/uploadfile/20080401
211639801.doc