มวลโมเลกุลของของเหลวที่ระเหยง่าย การทดลองที่ 2 มวลโมเลกุลของของเหลวที่ระเหยง่าย (Molar Mass of a Volatile Liquid) heat speed

วัตถุประสงค์ หามวลโมเลกุลของของเหลวระเหยง่าย ศึกษาสมบัติกายภาพของสารในสถานะแก๊ส

หลักการทดลอง ดำเนินการทดลองระเหยของเหลว ในขวดรูปกรวยให้กลายเป็นไอจน heat speed ดำเนินการทดลองระเหยของเหลว ในขวดรูปกรวยให้กลายเป็นไอจน หมดโดยแช่ขวดบรรจุสารปิดปาก ขวดด้วยกระดาษฟอยล์เจาะรูปเล็กๆ ในอ่างน้ำร้อน (water bath ) ดังนั้นความดันของแก๊สในภาชนะ จะเท่ากับความดันบรรยากาศ หมายเหตุ ของเหลวต้องมีจุดเดือด < 100o C

เท่ากับจุดเดือดของสาร หลังจากสารระเหยกลาย เป็นไอหมดทิ้งไว้ในอ่าง ขณะสารกลายเป็นไอ อุณหภูมิภายในภาชนะ เท่ากับจุดเดือดของสาร หลังจากสารระเหยกลาย เป็นไอหมดทิ้งไว้ในอ่าง น้ำร้อนอีกประมาณ 5 นาที ไอของสารมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น จนเท่ากับอุณหภูมิน้ำร้อนภายนอก heat speed

เมื่อเอาขวดรูปกรวยออกจาก อ่างน้ำร้อนไอของสารใน ขวดจะเย็นลง ความดัน ของแก๊สในขวดลดลง อากาศจะแพร่ผ่านรูของ ฟอยล์กลับเข้าไปในขวด heat speed

ขณะดำเนินการทดลองจะเกิดการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้ 1. อุณหภูมิของเอทานอลสูงขึ้น 2. เอทานอลกลายเป็นไอ ไอของ เอทานอลจะแทนที่อากาศซึ่งมี ความหนาแน่นน้อยกว่า 3. เมื่อถึงจุดเดือดของเอทานอล ของ เหลวเดือดกลายเป็นไอ ที่จุดนี้ไอมี อุณหภูมิเท่ากับจุดเดือดของเอทานอล 4. หลังจากเอทานอลเหลวเดือดหมด เมื่อให้ความร้อนต่อไปไอของเอทา นอลร้อนขึ้นจนเท่ากับอุณหภูมิของน้ำ

PV = nRT = ความดันบรรยากาศ V = ปริมาตรแก๊ส ( L) = ปริมาตรขวดรูปกรวย P = ความดันแก๊ส(atm) = ความดันบรรยากาศ V = ปริมาตรแก๊ส ( L) = ปริมาตรขวดรูปกรวย T = อุณหภูมิแก๊ส ( K ) = อุณหภูมิน้ำร้อน

คำนวณ จำนวนโมลจากกฎสภาวะของแก๊ส PV = nRT นำขวดรูปกรวยไปชั่งเพื่อหาน้ำหนักของไอสาร สามารถหามวลโมเลกุลได้จาก จำนวนโมล = น้ำหนักสาร มวลโมเลกุล น้ำหนักสาร มวลโมเลกุล = จำนวนโมล

วิธีการทดลอง ชั่งน้ำหนักขวดรูป กรวยแห้งขนาด 125 mL ที่ปิดด้วย กระดาษฟอยล์และ รัดด้วยหนังยาง

3. เติมน้ำประปาลงในบีกเกอร์ขนาด 600 mL ด้วยกระบอกตวงแล้วปิดปากด้วยกระดาษ ฟอยล์พร้อมหนังยางเดิม 3. เติมน้ำประปาลงในบีกเกอร์ขนาด 600 mL สูง 2/3 ของบีกเกอร์ จากนั้นตั้งบนเครื่อง ให้ความร้อน เจาะกระดาษฟอยล์ที่ปิดขวดรูปกรวย 1 รู ด้วยเข็มเล็กๆ

ยึดขวดรูปกรวยด้วยตัวหนีบยึดแล้วนำไปวางในบีกเกอร์น้ำดังรูป กระดาษฟอยล์ที่เจาะรูเล็กๆ เทอร์มอมิเตอร์ ตัวหนีบยึด ขวดรูปกรวยที่บรรจุเอทานอล ใส่ magnetic bar 1 แท่ง ลงในบีกเกอร์ เปิด power เครื่องให้ความร้อน

6. เมื่อของเหลวในขวดระเหยเป็นไอจนหมด แช่ในน้ำร้อนไว้ 5 นาที บันทึกอุณหภูมิของน้ำในบีกเกอร์ 7. นำขวดรูปกรวยออกจากบีกเกอร์ ปล่อยให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง เช็ดขวดรูปกรวยด้านนอกให้แห้ง แล้วนำไปชั่งหาน้ำหนักของ ขวด + กระดาษฟอยล์ + หนังยาง และไอของสาร

คำนวณจำนวนโมลของไอเอทานอลในขวดรูปกรวย คำนวณมวลโมเลกุลของเอทานอล 8. ทำความสะอาดขวดรูปกรวย เช็ดให้แห้ง ไขน้ำจากบิวเรตจนกระทั่งน้ำปริ่มขวดพอดี บันทึกปริมาตรน้ำที่ใช้ ทำการทดลองข้อ 1-8 ซ้ำอีก 2 ครั้ง โดยใช้ขวดรูปกรวยแห้ง ใบใหม่ คำนวณจำนวนโมลของไอเอทานอลในขวดรูปกรวย คำนวณมวลโมเลกุลของเอทานอล 12. คำนวณหาค่าเฉลี่ยของมวลโมเลกุลเอทานอล

หาจำนวนโมลของไอเอทานอลที่บรรจุ เต็มในขวดรูปกรวยและมีอุณหภูมิเท่า การคำนวณ หาจำนวนโมลของไอเอทานอลที่บรรจุ เต็มในขวดรูปกรวยและมีอุณหภูมิเท่า กับอุณหภูมิน้ำร้อน nสาร = Patm x Vflask(L) 0.0821 L.atm mol-1 K-1 x Thot water(K)

nเอทานอล มวลโมเลกุลเอทานอล = Wเอทานอล หามวลโมเลกุลเฉลี่ยจากการทดลองทั้ง 3 ครั้ง % ความผิดพลาด = 46.0 - มวลโมเลกุลเฉลี่ย 46.0  100