งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I การทดลองเคมีแบบย่อส่วน การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของ การเกิดไอ ( Vapor pressure and Heat of Vaporization ) Rudolf Clausius.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I การทดลองเคมีแบบย่อส่วน การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของ การเกิดไอ ( Vapor pressure and Heat of Vaporization ) Rudolf Clausius."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I การทดลองเคมีแบบย่อส่วน การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของ การเกิดไอ ( Vapor pressure and Heat of Vaporization ) Rudolf Clausius Claypeyron

2 Clausius– Clapeyron relation n = 1 โดยที่ V vap >>> V liq ความสัมพันธ์ระหว่างความดันไอ ของของเหลวกับอุณหภูมิ ความร้อนแฝงของ การกลายเป็นไอ ของของเหลว ความดันไอของ ของเหลว

3 Log(P water ) 1/T Slope = - ∆Hvap 2.303R เราสามารถทำการศึกษาหาค่า ΔH vap จาก Slope ของเส้นตรงระหว่าง Log(P) vs 1/T โดยอาศัยความสัมพันธ์ดังนี้ หรือประมาณค่าความดันไอที่อุณหภูมิต่างๆ จากกราฟหรือคำนวณตามสมการ

4 การทดลอง วันนี้ นิสิต 2 คนทำการทดลองด้วยกัน ตอนที่ 1 หาปริมาตรของแก๊สผสม ( ไอน้ำ + อากาศ ) ที่ 5 °C และในช่วงอุณหภูมิ °C ตอนที่ 2 หาจำนวนโมลของอากาศ ตอนที่ 3 หา P H2O ในช่วงอุณหภูมิ °C และหาความร้อนแฝงของการเกิดไอของน้ำ จากกราฟ log P H2O vs 1/T

5 เทอร์มอ มิเตอร์ อากา ศ การ ทดลอง จัดตั้งอุปกรณ์การวัดปริมาตร ของไอน้ำดังรูป เครื่อง กวน แม่เหล็ก ชนิดให้ ความร้อน บีกเกอร์ 250 mL หลอดวัดปริมาตร ลวด

6 บรรจุน้ำกลั่นในบีก เกอร์ บรรจุน้ำกลั่นใน หลอด คว่ำหลอดที่บรรจุน้ำกลั่นลง ในบีกเกอร์ ปรับที่ว่าง ( อากาศ ) ใน หลอดให้ได้ ≈1.50 mL ( ใช้หลอดหยด ) ขั้นตอน ติดตั้ง เทอร์โมมิเตอร์ วัดปริมาตร ( ที่ ว่าง ) ที่ 5 o C บันทึกปริมาตรช่วง ระหว่าง o C คำนวณ & สร้างกราฟ

7 คว่ำหลอดที่บรรจุน้ำกลั่นลงในบีกเกอร์ ระดับน้ำ ต้องท่วม หลอด ระวัง ฟองอากา ศ บรรจุน้ำกลั่นให้ เต็มหลอด

8 พยามยาม ให้หลอด ตั้งตรงใน แนวดิ่ง

9 ส่วนที่ เป็น อากาศ ความดันภายนอก = ความดันภายในหลอด P atm = 1.00 atm = P air + P water ใช้หลอดหยดบีบอากาศเข้าไปในหลอดเพื่อ ปรับอากาศให้ได้ mL หลอดหยด

10 จุ่มเทอร์โมมิเตอร์ลงในบีกเกอร์แล้ววางให้ได้ ตำแหน่งดังภาพ เห็นสเกลชัดเจน ใช้ที่จับบิว เรตจับเทอร์โมมิเตอร์ให้ตั้งตรงและอยู่นิ่ง ติดตั้ง เทอร์โมมิเตอร์

11 ค่อยๆเติมน้ำแข็งพร้อมดูดน้ำออก และใช้แท่ง แก้วคนเบาๆ จนอุณหภูมิใกล้เคียง 5 o C บันทึกอุณหภูมิและปริมาตรอากาศในหลอด P water  0 atm P atm = 1.0 atm = P air วัดปริมาตร ( ที่ ว่าง ) ที่ 5 o C นำ V ที่ได้ไป คำนวณหา n air ความดันอากาศภายนอกจากบารอมิเตอร์

12 ค่อยๆ ต้มน้ำในบีกเกอร์ให้ ร้อนขึ้น และใช้แท่งแก้วคน เบาๆ จนอุณหภูมิใกล้เคียง 50 o C บันทึกอุณหภูมิและปริมาตร อากาศในหลอด ต้มน้ำในบีกเกอร์ให้ร้อนขึ้นไป เรื่อยๆ พร้อมใช้แท่งแก้วคน เบาๆ บันทึกอุณหภูมิและ ปริมาตรอากาศในหลอด ที่ อุณหภูมิ 55 – 80 o C อย่าง น้อย 5 จุด บันทึกปริมาตรช่วงระหว่าง o C

13 การคำนวณและการสร้างกราฟ 1. หาจำนวน mol ของ Air ที่อยู่ในหลอด (n air ) ที่อุณหภูมิ  5 0 c ประมาณว่าน้ำกลายเป็นไอ น้อยมาก ดังนั้น P water ≈ 0 atm P air P air ≈ P atm = 1.00 atm n air = P 0 V 0 RT 0 ในหน่วย L L atm K -1 mo l-1 n air = P atm V 0 RT 0

14 2. หา P ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T 1 ( อยู่ในช่วง 50 – 80 o C) ที่อุณหภูมิ T 1 วัดปริมาตรได้ V 1 P = n air RT 1 V1V1 n air = P atm V 0 RT 0 แทนค่า V1V1 ที่อุณหภูมิ T 1 วัดปริมาตรได้ V 1 P = P atm V 0 RT 1 = P atm V 0 T 1 RT 0 V1T0V1T0

15 3. หา P ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T 1 P atm = P + P = 1.00 atm P = 1.00 atm – P 4. สร้างกราฟระหว่าง 1/T vs log P logP 1 = -ΔH vap + C RT 1 ที่อุณหภูมิ T 1 Log(P water ) 1/T Slope = - ∆Hvap 2.303R

16 อุณหภู มิ (°C) V ( mL ) T (K) P air (at m) P wate r (at m) logP wa ter 1/ T (K -1 ) ตารางบันทึกผลการทดลอง

17 หัวข้อ ผลการเรียนรู้ที่ได้ มากปาน กลาง น้อยไม่ได้ เลย 1. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง ความดัน / ปริมาตร / จำนวนโมล / และอุณหภูมิได้ตามกฎของแก๊ส ในอุดมคติ 2. แสดงวิธีการหาความดันไอของ น้ำจากการทดลอง 3. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง ความดันไอของน้ำกับอุณหภูมิที่ เปลี่ยนแปลงได้ตามสมการของ Clausius-Clapeyron 4. คำนวณหา ΔH vap ของน้ำ 5. ยกตัวอย่างการนำค่า Δ H vap มา ใช้ประโยชน์ ประเมินผลการเรียนรู้ด้วยตนเอง ( ทำเครื่องหมาย  ในช่องที่ต้องการ ) และ.... อื่นๆที่ผู้เรียนอยากจะบอกผู้สอน Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและ ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ

18

19 1. บรรจุน้ำกลั่นใน บีกเกอร์ 2. บรรจุน้ำกลั่นให้ เต็มหลอด ฝึกอ่านสเกลบนหลอด ก่อนบรรจุน้ำ ระวังฟองอากาศ

20  Energy must also be supplied to overcome molecular attractive forces in a liquid.  As a fluid changes from liquid to vapor at its boiling point, its temperature will not rise above its boiling point.  As for a solid, this energy is supplied externally, normally as heat, and does not increase the temperature.  Latent heat of vaporization is the amount of heat required to convert a unit mass of liquid into vapor without a change in temperature. water to water vapor: 540 Cal g -1 Liquid  Gas (Vaporization)

21 Evaporation - Ordinary evaporation is a surface phenomenon - some molecules have enough kinetic energy to escape. If the container is closed, an equilibrium is reached where an equal number of molecules return to the surface. The pressure of this equilibrium is called the equilibrium vapor pressure. Air inside the container for which evaporation has reached equilibrium with the surface is saturated. Evaporation Equilibrium vapor pressure - the equilibrium pressure of a vapor above its liquid (or solid); that is, the pressure of the vapor resulting from evaporation of a liquid (or solid) above a sample of the liquid (or solid) in a closed container. gas-liquidgas-solid The number of molecules leaving the solid or liquid surface is equivalent to the number of molecules condensing back onto the surface once equilibrium is reached. The number of molecules coming and going is temperature dependent for all substances.

22 Equilibrium Vapor Pressure t=0t=later Adopted from Equal pressure (force per unit area) exerted initially. P 1 =P 2 =1 atm (~ 1000 mb, 760 mm Hg) P1P1 P2P2 Greater pressure (force per unit area) exerted by gas in container at later time. P 1 >P 2 P1P1 P2P2 100°C At equilibrium P 1 -P 2 = 1013 mb (760 mm Hg) - the equilibrium vapor pressure for water at 100°C. - The pressure inside the closed container is 2x the atmospheric pressure at this point! Vapor Pressure

23 Clasius-Clapeyron Equation Log(P water ) 1/T Slope = - ∆Hvap 2.303R ** How can you calculate P ? ** T is easy to measure

24 การทดลอง เทอร์มอมิเตอร์ อากาศ ใส่น้ำกลั่นประมาณ 200 ml ในบีกเกอร์ขนาด 250 ml พยายามให้มีอากาศใน หลอดประมาณ 1.5 ml ต้มน้ำให้ที่อุณหภูมิ 50 ( ใช้แท่งแก้วคนให้ อุณหภูมิสม่ำเสมอ ) วันปริมาตรอากาศใน หลอด จากนั้นเพิ่มอุณหภูมิที ละ 5 องศา จนกระทั่ง 80 ๐ C และวัดปริมาตรใน หลอด บันทึกผล ( 7 exps.) อย่าทำการคนแรงเพื่อ ป้องกันไม่ให้อากาศเข้า ไปในหลอด

25 เทอร์มอ มิเตอร์ อากาศ น้ำแข็ง ค่อย ๆ ใส่น้ำแข็ง ลงไปเพื่อให้ อุณหภูมิต่ำกว่า 5 ๐ C คำนวณโมลของอากาศ คำนวณความดันย่อย คำนวณความดันของไอน้ำ * ค่อย ๆ ใส่น้ำแข็งเพื่อป้องกันฟองก๊าซ และถ้าน้ำ ล้นให้เอาดร๊อปเปอร์ดูดออก ( เช่นกัน ทำอย่างระวัง เพื่อป้องกันฟองก๊าซ เข้าไปในหลอดทดลอง )

26

27 Clausius– Clapeyron relation ความดันไอของของเหลวสัมพันธ์ กับอุณหภูมิ T = อุณหภูมิ (K)  V = V vap – V liq  H vap = ความ ร้อนแฝงของการเกิด ไอ dP = ΔS dT ΔV ตาม Clapeyron equation


ดาวน์โหลด ppt ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I การทดลองเคมีแบบย่อส่วน การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของ การเกิดไอ ( Vapor pressure and Heat of Vaporization ) Rudolf Clausius.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google