การทดลองที่ 1 การหาความดันไอและความร้อนแฝง ของการเกิดไอของน้ำ

งานนำเสนอเรื่อง: "การทดลองที่ 1 การหาความดันไอและความร้อนแฝง ของการเกิดไอของน้ำ"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การทดลองที่ 1 การหาความดันไอและความร้อนแฝง ของการเกิดไอของน้ำ
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การทดลองที่ 1 การหาความดันไอและความร้อนแฝง ของการเกิดไอของน้ำ (Determination of Vapor Pressure and Latent Heat of Vaporization)

2 วัตถุประสงค์ 1. ให้นิสิตรู้จักวิธีตรวจสอบมาตรฐานอุปกรณ์
ทางวิทยาศาสตร์ เช่น หลอดวัดปริมาตร 2. ใช้อุปกรณ์หรือเครื่องมืออย่างง่ายในการวัด ความดันไอของของเหลว 3. หาความดันไอของน้ำในช่วงอุณหภูมิ50-80oC 4. หาความร้อนแฝงของการเกิดไอของน้ำใน ช่วงอุณหภูมิ oC

3 ทฤษฎี - 2.303RT log P = + C T = อุณหภูมิของของเหลว (K)
จากสมการClausius-clapeyron log P = + C DHvap 2.303RT - (1) P = ความดันไอ (atm) DHvap = ความร้อนแฝงของการเกิดไอ (J/mol) T = อุณหภูมิของของเหลว (K) R = ค่าคงที่ของแก๊ส (J/K mol) C = เป็นค่าคงที่ .

4 - ( ) คือ กรณีที่ให้ DHvap มีค่าคงที่ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดให้
สมการที่ 1 จะเป็นสมการเส้นตรง ในรูป y = ax + c คือ log P = + C DHvap 2.303R - ( ) 1 T

5 ดังนั้นถ้าเขียนกราฟระหว่าง ซึ่งทำให้สามารถหา DHvap ได้
1 T log P กับ จะได้กราฟเส้นตรง log P 1/T DHvap 2.303R Slope = - ซึ่งทำให้สามารถหา DHvap ได้

6 ) ( นอกจากนี้สมการClausius -clapeyron ยังเขียนในเชิงเปรียบเทียบกันได้
log P2 P1 = DHvap 2.303R 1 T2 T1 ( ) - ซึ่งใช้หา DHvap ได้เช่นเดียวกัน

7 วัสดุอุปกรณ์ หลอดหยด บิวเรต แท่งแก้วคน heater บีกเกอร์ ขาตั้ง เส้นลวด
Speed heater หลอดวัดปริมาตร บีกเกอร์ 250 mL 200 100 เทอร์โมมิเตอร์ ขาตั้ง บิวเรต หลอดหยด เส้นลวด

8 heat Speed heat stire heat stire
100 200 heat stire 100 200 100 200 heat stire

9 การอ่านสเกลบนบิวเรต ส่วนโค้งต่ำสุดของสารละลาย (ทศนิยม 2 ตำแหน่ง)

10 การทดลอง แบ่งออกเป็น 3 ตอน 1. ตรวจสอบความถูกต้องของหลอดวัดปริมาตร
2. หาปริมาตรแก๊สผสมในหลอดวัดปริมาตรที่ oC เพื่อหาความดันไอ 3. หาปริมาตรอากาศในหลอดวัดปริมาตรที่ 5oC เพื่อหาจำนวนโมลของอากาศ

11 ตรวจสอบความถูกต้องของ
ตอนที่ 1 ตรวจสอบความถูกต้องของ หลอดวัดปริมาตร

12 - ไขน้ำกลั่นจากบิวเรต 2mL ลงในหลอดวัดปริมาตร
- อ่านปริมาตรของน้ำกลั่น ในหลอดวัดปริมาตร หลอดวัดปริมาตร 2mL

13 ค่าที่ปรับแก้เป็น -0.10 mLเสมอ วัดปริมาตรของไอได้เท่ากับ 3.00 mL
ตัวอย่างเช่น วัดปริมาตรของไอได้เท่ากับ 3.00 mL ค่าจริงเป็น = 2.90 mL

14 หาปริมาตรแก๊สผสมในหลอดวัด ปริมาตรที่ 50o - 80oC เพื่อหาความดันไอ
ตอนที่ 2 หาปริมาตรแก๊สผสมในหลอดวัด ปริมาตรที่ 50o - 80oC เพื่อหาความดันไอ 1. ตั้งบีกเกอร์บนเครื่อง ให้ความร้อน 100 200 2. เติมน้ำกลั่นประมาณ 3/4 ของบีกเกอร์ heat speed

15 3. บรรจุน้ำกลั่นลงในหลอดวัดปริมาตรให้เต็ม

16 4. ใช้นิ้วปิดปากหลอดแล้วนำไปคว่ำในบีกเกอร์ เติมอากาศให้ได้ 2 mLโดยใช้หลอดหยด แล้วเติมน้ำกลั่นจนท่วมหลอดวัดปริมาตรพอดีดังรูป heat speed heat speed heat stire heat speed heat stire heat stire 3 cm 100 200 2mL

17 5. ทำให้ร้อนบน Heater โดยใช้แท่งแก้วคนให้ ความร้อนกระจายอย่าง สม่ำเสมอ
speed heat speed

18 6. อ่านปริมาตรของแก๊สผสมที่ 50,55,60, 65, … 80oC แล้วบันทึกปริมาตรและ
อุณหภูมิในตาราง heat speed heat speed heat speed heat speed heat speed ……? mL

19 7. ยกทั้งระบบออกจาก Heater อย่าง ระมัดระวัง
speed heat stire heat speed

20 8. ลดอุณหภูมิของน้ำในบีกเกอร์โดยใช้น้ำเย็น หรือน้ำแข็งใส่ลงไป
วัดปริมาตรของแก๊สผสมที่ 80 , 75, 70 ….50oC …?mL หมายเหตุ : รักษาระดับน้ำในบีกเกอร์ให้ท่วมหลอดวัดปริมาตรพอดี

21 หาปริมาตรอากาศในหลอดวัดปริมาตร ที่ 5oC เพื่อหาจำนวนโมลของอากาศ
ตอนที่ 3 หาปริมาตรอากาศในหลอดวัดปริมาตร ที่ 5oC เพื่อหาจำนวนโมลของอากาศ

22 ปรับอุณหภูมิของน้ำในบีกเกอร์ให้เป็น 5oC
…?mL หมายเหตุ : รักษาระดับน้ำในบีกเกอร์ให้ท่วมหลอดวัดปริมาตรพอดี

23 การคำนวณ Patm x Vcorr nair = RT
1. คำนวณจำนวนโมลของอากาศในหลอดวัดปริมาตร ที่อุณหภูมิ 5oC โดยใช้สูตร PV = nRT nair = Patm x Vcorr RT นั่นคือ Patm = ความดันของบรรยากาศ (atm) Vcorr = ปริมาตรของอากาศที่แก้ไข (L) nair = จำนวณโมลของอากาศ (mol) R = ค่าคงที่ของแก๊ส (L.atm/K.mol) T = อุณหภูมิเคลวิน (K)

24 หมายเหตุ: จำนวนโมลของอากาศในหลอดวัด ปริมาตรจะมีค่าคงที่เสมอ
2. คำนวณความดันย่อยของอากาศ ( Pair ) ในแก๊สผสมที่อุณหภูมิ oC Pair = RT Vcor nair . หมายเหตุ: จำนวนโมลของอากาศในหลอดวัด ปริมาตรจะมีค่าคงที่เสมอ

25 Patm = Pair + P P = Patm - Pair
3. คำนวณความดันไอของน้ำในแก๊สผสมที่ 50-80oC โดยใช้สูตร Patm = Pair P H2O P = Patm Pair H2O

26 4. เขียนกราฟระหว่าง log P กับ 1/T จะได้กราฟเป็นเส้นตรง
H2O DHvap 2.303R ความชัน (slope) = - slope log P H2O DHvap = R x slope 1/T R = J/K.mol

27 รศ. อินทิรา หาญพงษ์พันธ์
รศ. อินทิรา หาญพงษ์พันธ์ รศ. เทพจำนงค์ แสงสุนทร บท