Laboratorieoppgave 1: Partielle molare volum



Like dokumenter
KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 1. Partielle molare volum

Oppgave 1. Bestemmelse av partielle molare volum

Laboratorieoppgave 3: Fordampingsentalpi til sykloheksan

Oppgave 2. Bestemmelse av partielle molare entalpier

Eksperiment 10; Etersyntese: Alkylering av paracetamol til Phenacetin

Eksperiment 12; Oksidasjon av isoborneol til Kamfer

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 2. Partiell molar entalpi

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 3. Fordampningsentalpi av ren væske Aceton

Eksperiment 14; Grignard reaksjon: Syntese av trifenylmetanol

Laboratorieoppgave 4: Tokomponent faselikevekt

Oppgave 3. Fordampningsentalpi av ren væske

Oppgave 4. Tokomponent faselikevekt

Laboratorieoppgave 5: Standard Reduksjonspotensial. Åge Johansen Ole Håvik Bjørkedal Gruppe 60 1.

Oppgave 3 -Motstand, kondensator og spole

4 KONSENTRASJON 4.1 INNLEDNING

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 4. Tokomponent - faselikevekt

Preparativ oppgave i uorganisk kjemi

Oppgave 5. Standard elektrodepotensial

Eksamensoppgave i TKP4105 Separasjonsteknologi

Varmekapasitet, og einsteintemperatur til aluminium

TBT4135 Biopolymerkjemi Laboratorieoppgave 3: Syrehydrolyse av mannuronan Gruppe 5

Øving Nettoinnhold i en melkekartong

Krystallisasjon: Isolering av acetylsalisylsyre

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2013 Løsninger

Kan vi forutse en pendels bevegelse, før vi har satt den i sving?

Side 1 av 3/nyn. Kontakt under eksamen: Ivar S. Ertesvåg, tel. (735) EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Onsdag 22. mai 2013 Tid:

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2011 Løsninger

Løsningsforslag AA6526 Matematikk 3MX Privatister 3. mai eksamensoppgaver.org

TEMA: Destillasjon. Løsningsforslag: Komponentbalanse (molar basis) for acetaldehyd: F X F = B X B + D Y D

Mal for rapportskriving i FYS2150

KJ1042 Øving 3: Varme, arbeid og termodynamikkens første lov

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET FULLSTENDIG

De viktigste formlene i KJ1042

I et eksperiment er det målt følgende sammenheng mellom to størrelser x og y. x Y = ax + b:

KJ1042 Øving 12: Elektrolyttløsninger

EKSAMEN I FAG 75510/75515 STATISTIKK 1 Tirsdag 20. mai 1997 Tid: 09:00 14:00

NA Dok 26C Krav til kalibrering og kontroll av volumetrisk utstyr for akkrediterte prøvingslaboratorier

Vi ønsker å bestemme konsentrasjonen av to forskjellige spesier som begge absorberer. Ni 510

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

Rapporter. De ulike delene i en rapport og hvordan de bør utformes Sammendrag Teori Eksperimentelt Resultat Diskusjon/konklusjon Litteraturliste

Kap. 1 Fysiske størrelser og enheter

Ekstraksjon: Separasjon av sure, basiske og nøytrale forbindelser

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2012 Løsninger

FYS2160 Laboratorieøvelse 1

Støkiometri (mengdeforhold)

TEMA: Damp/Væske-likevekter og Flash-Separasjon. Løsningsforslag:

3. Massevirkningsloven eller likevektsuttrykk for en likevekt

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 7 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

2 = 4 x = x = 3000 x 5 = = 3125 x = = 5

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

ELEKTRISITET. - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans. Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen. Naturfag 1 Høgskolen i Bodø

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

0.1 Kort introduksjon til komplekse tall

TKP 4165 Prosessutforming Øving 12

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 5. Standard reduksjonspotensial

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

KJ2053 Kromatografi Oppgave 5: Bestemmelse av molekylmasser ved hjelp av eksklusjonskromatografi/gelfiltrering (SEC) Rapport

Fasit eksamen Fys1000 vår 2009

Snøtetthet. Institutt for matematiske fag, NTNU 15. august Notat for TMA4240/TMA4245 Statistikk

Alkener fra alkoholer: Syntese av sykloheksan

Sikkerhetsrisiko:lav. fare for øyeskade. HMS ruoner

Varmepumpe. Innledning. Teori. Tobias Grøsfjeld Espen Auseth Nilsen Peter Kristoersen. 1. desember Generell teori

Løsningsforslag til øving 1

Løsningsforslag til ukeoppgave 6

a) Stempelet står i en posisjon som gjør at V 1 = m 3. Finn det totale spesikte volumet v 1 til inneholdet i tanken. Hva er temperaturen T 1?

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING

TBT4135 Biopolymerkjemi Laboratorieoppgave 2: Nedbryting av biopolymerer undersøkt med viskometri Gruppe 5

EKSAMENSOPPGA VE. Fagnr: FO 44JA Dato: Antall oppgaver:

Tall og algebra 1P, Prøve 1 løsning

Nivåtettheten for ulike spinn i 44 Ti

Preparativ oppgave Ammoniumjern(III)sulfatdodekahydrat NH 4 Fe(SO 4 ) 2 12 H 2 O. Audun Formo Buene Lab 1 Plass 17

For hver kildestrøm CMR-modellen benyttes for skal dokumentasjonen minst inkludere følgende informasjon relatert til det aktuelle rapporteringsåret:

Prøve i Matte 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 03. mars 2016 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Løsningsforslag for eksamen i MAT1003 Matematikk 2P Privatister eksamensoppgaver.org

Alkylhalider Sn1- og Sn2- reaktivitet

EKSAMENSOPPGAVE MAT-0001 (BOKMÅL)

2. Termodynamikkens lover Termodynamikkens 1. lov Energiutveksling i form av varme og arbeid Trykk-volum arbeid

Oksidasjon av Isoborneol til Kamfer

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

NGU Rapport Kalibrering for densitet innvirkning for mekaniske testmetoder.

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

AKTIVITET. Baneberegninger modellraketter. Elevaktivitet. Utviklet av trinn

Detaljert modellering av 'gas blowby'

Løsningsforslag AA6524 Matematikk 3MX Elever AA6526 Matematikk 3MX Privatister eksamensoppgaver.org

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: Kje-1005 Termodynamikk og Kinetikk Dato: Torsdag 6.juni 2013 Tid: Kl 09:00 14:00 Sted: Teorifagbygget, hus 1, plan 3

Oppgavesettet er på 3 sider eks. forside, og inneholder 12 deloppgaver: 1abc, 2, 3, 4abc, 5ab, 6ab.

Løsningsforslag Matematikk 2MX - AA mai 2007

Løsningsforslag AA6524 Matematikk 3MX 3. juni eksamensoppgaver.org

Fysikk for ingeniører. 11. Termiske egenskaper. Løsninger på blandede oppgaver. Side 11-1

Side 1 av 4/nyn. Kontakt under eksamen: Ivar S. Ertesvåg, tel. (735) EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK mai 2018 Tid:

Preparativ oppgave - Kaliumaluminiumsulfatdodekahydrat (Al-1)

Løsningsforslag. og B =

Aldolkondensasjon: Syntese av Tetrafenylsyklopentadienon

Oppgave 1. Det oppgis at dersom y ij er observasjon nummer j fra laboratorium i så er SSA = (y ij ȳ i ) 2 =

Kapittel 12. Brannkjemi Brannfirkanten

CC800A Digital fyllevekt

EKSAMENSOPPGAVE. Vil det bli gått oppklaringsrunde i eksamenslokalet? Svar: JA Hvis JA: ca. kl. 10:00 og kl. 12:30

Bestemmelse av Newtons gravitasjonskonstant med torsjonsvekt

Velkommen til en dag med realfag i praksis!

Løsningsforslag. Prøve i Matematikk 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 29. mai 2017 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Oppgave 1 Gitt matrisene.

Transkript:

Laboratorieoppgave 1: Partielle molare volum Åge Johansen Ole Håvik Bjørkedal 30. januar 2015 Sammendrag Rapporten omhandler hvordan partielle molare volum varierer med molfraksjonen Innhold 1 Innledning 2 2 Eksperimentelt 2 2.1 Partielle molare volum som funksjon av molfraksjonen av aceton 2 3 Resultater 3 3.1 Tettheten til aceton........................ 3 3.2 Molare volum av ren komponent................. 3 3.3 Antall mol av hver komponent i pyknometeret......... 3 3.4 Molfraksjon av hver komponent................. 3 3.5 Partielle molare volum til blandingen.............. 4 3.6 Plott av endingen i molart volum ved blanding......... 4 3.7 Partielle molare volum som funksjon av molfraksjonen av aceton 5 3.8 Beregning av partielle molare volum av ren komponent.... 6 4 Konklusjon 7 A Symbolliste 7 B Måleresultater 8

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 2 1 Innledning Ved blanding av to eller ere ulike væsker vil det totale volumet avvike fra en tilsvarende blanding av to like komponenter (Ideell blanding). Dette kommer av tiltrekkende og frastøtende krefter mellom stoene, og avhenger av komponenter og blandingsforhold. Målet for dette forsøket er å bestemme det partielle molare volumet for aceton og vann som funksjon av sammensetning. 2 Eksperimentelt Et pyknometer er en liten glasskolbe med en kork som har et lite hull i seg. Når pyknometeret fylles, vil væskeoverskudd gå ut gjennom hullet i korken, og det totale volumet i pyknometeret holder seg konstant for hver fylling. To pyknometre ble kalibrert med vann. De tomme pyknometrene ble først veid, så fylt med vann og veid igjen. Tettheten til vann ble funnet i litteratur.?? Ti ulike blandinger av vann og aceton ble preparert, og vekt av disse ble bestemt når prøvene var fullstendig blandet og romtempererte. 2.1 Partielle molare volum som funksjon av molfraksjonen av aceton V 1 og V 2 ble funnet ved å kombinere 1 og 2. mix V m = (V 1 V 1 ) + x 2 [(V 2 V 2 ) (V 1 V 1 ) (1) d mix V m dx 2 Fra dette ble følgende uttrykk for V 1 (x 2 ) og V 2 (x 2 ): = (V 2 V 2 ) (V 1 V 1 ) (2) V 1 = V 2 V 2 + V 1 d mixv m dx 2 (3) V 2 = mix V m + x 2 d mixv m dx 2 d mixv m dx 2 + V 2 (4)

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 3 3 Resultater 3.1 Tettheten til aceton Ved å bestemme de eksakte volumene og vektene til pyknometerne og deretter veie pyknometerne med ren aceton kan man nne tettheten til aceton etter formelen. ρ aceton = w aceton V pyknometer ρ aceton = 3.2 Molare volum av ren komponent 8, 21 10, 57 = 0, 776g/cm3 (5) Molare volum av ren komponent ble bergnet ut i fra tettheten til ren komponent. V m = 1 ρ m (6) Dette ga verdier for vann og aceton: V vann = 18, 03 V aceton = 74, 53 3.3 Antall mol av hver komponent i pyknometeret Antall mol av gitt komponent ved blandinger følger formel; og; n vann = n aceton = kw Vvann(kρ vann + ρ aceton ) W Vaceton(kρ vann + ρ aceton ) og ρ er tett- der W er blandingens totale masse, k er volumforholdet Vvann heten til henholdvis vann og aceton. 3.4 Molfraksjon av hver komponent Molfraksjonen av hver komponent er gitt som; V aceton (7) (8) og x vann = x aceton = n vann n vann + n aceton (9) n aceton n aceton + n vann (10)

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 4 3.5 Partielle molare volum til blandingen Partielle molare volum V m ble regnet ut ved å bruke formelen; V m = V 1 +V 2 2 n vann + n aceton (11) Der V 1 og V 2 står for volumet til hvert av pyknometerene. Gjennomsnitt ble brukt for å minimalisere variasjoner i veiinger. Dersom blandingen hadde vært en ideell blanding ville den fulgt formelen: V unmix = x vann V vann + x aceton V aceton (12) 3.6 Plott av endingen i molart volum ved blanding Ved å blotte dieransen mellom reell og ideell blanding mot molfraksjonen til den ene komponenten får man en kurve som ved ideell blanding ville vært en rett linje. Figur 1: Grafen viser forskjellen mellom de partielle molare volumene til ideell og reell blanding

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 5 3.7 Partielle molare volum som funksjon av molfraksjonen av aceton Figur 2: Grafen viser det partielle molare volumet av vann plottet mot molfraksjonen av aceton Figur 3: Grafen viser det partielle molare volumet av aceton plottet mot molfraksjonen av aceton

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 6 Derson man ser på gur 2 og gur 3 ser man at grafene er speilvendte av hverandre. 3.8 Beregning av partielle molare volum av ren komponent Ved å bruke regresjonsverktøy på grafene i gur 2 og gur 3 blir uttrykkene for V vann og V aceton. V vann (x aceton ) = 0, 37x 3 5, 65x 2 0, 18x + 18, 064 (13) V vann = V vann (x aceton = 0) = 18, 06cm 3 /mol V aceton (x aceton ) = 0, 37x 3 5, 65x 2 + 12, 20x + 68, 183 (14) V aceton = V aceton (x aceton = 0) = 68, 18cm 3 /mol

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 7 4 Konklusjon Fra resultatene nnes det at sammenhengen mellom reell og ideell blanding er: mix V m (x 2 ) = 6, 1892 x 2 2 6, 3871 x 2 + 0, 0258 (15) Partielle molare volum som funksjon av sammensetning ble bestemt til: V 1 (x 2 ) = 0, 3749x 3 2 5, 6561x 2 2 0, 1771x 2 + 18, 064 (16) V 2 (x 2 ) = 0, 3749x 3 2 5, 6561x 2 2 + 12, 201x 2 + 68, 183 (17) Fra grafene kan det sees at disse kurvene er speilbilder av hverandre. A Symbolliste Tabell 1: Symboler brukt i rapporten Symbol Enhet Beskrivelse ρ i g/cm 3 Tettheten til en gitt komponent w i g Vekten til en gitt komponent W g Vekten til den totale blandingen V i cm 3 Volumet til en gitt komponent k 1 Volumforhold mellom komponentene n i mol Antall mol av en gitt komponent Vm cm 3 /mol Molart volum til en gitt komponent x i 1 Molfraksjon til av en gitt komponent V unmix cm 3 /mol Molfraksjon dersom ideell blanding

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 8 B Måleresultater Tabell 2: Tabellen viser at vekten av pyknometerne endres ved forskjellig konsentrasjon av vann og aceton Måling # volum vann volum aceton Nettovekt pyknometer 1 Nettovekt pyknometer2 0 30 0 10,3865 10,3891 1 29 1 10,3705 10,315 2 25 5 10,2285 10,1693 3 23 7 10,1515 10,0924 4 20 10 10,005 9,9507 5 18 12 9,8623 9,8169 6 15 15 9,7202 9,6665 7 12 18 9,4965 9,4283 8 7 23 9,067 9,0049 9 5 25 8,8213 8,8106 10 1 29 8,394 8,3782 11 0 30 8,2081 8,1569

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 9 Tabell 3: Tabellen viser hvordan antall mol og molfraksjonen av hver komponent varierer med målingene Måling # mol vann (n 1 ) mol aceton (n 2 ) x 1 x 2 0 0,5771 0,0000 1,0000 0,0000 1 0,5596 0,0047 0,9917 0,0083 2 0,4901 0,0237 0,9539 0,0461 3 0,4544 0,0335 0,9314 0,0686 4 0,3987 0,0482 0,8921 0,1079 5 0,3595 0,0580 0,8611 0,1389 6 0,3024 0,0732 0,8052 0,1948 7 0,2421 0,0879 0,7338 0,2662 8 0,1408 0,1119 0,5572 0,4428 9 0,0999 0,1208 0,4526 0,5474 10 0,0197 0,1382 0,1248 0,8752 11 0,0000 0,1408 0,0000 1,0000 Tabell 4: Tabellen viser hvordan det de reelle molare volumene avviker fra de ideelle. Tabellen viser også hvordan de partielle molare volumene til hver komponent endres ved konsentrajonen Måling # V m V unmix mix V m V m,aceton V m,vann 0 18,030 18,030 0,000 68,148 18,030 1 18,592 18,497 0,094 68,397 18,176 2 20,416 20,638-0,221 68,767 18,077 3 21,504 21,905-0,401 68,976 18,009 4 23,472 24,127-0,655 69,375 17,921 5 25,126 25,877-0,751 69,765 17,928 6 27,932 29,036-1,104 70,230 17,700 7 31,791 33,074-1,283 70,984 17,570 8 41,513 43,053-1,540 72,491 16,891 9 47,539 48,962-1,422 73,289 16,395 10 66,422 67,486-1,064 74,027 13,074 11 74,489 74,536-0,047 74,489 11,992

KJ1042- Åge Johansen og Ole H. Bjørkedal - Side 10 Referanser [1] Kjelstrup, Signe Prosjekter i fysikalsk kjemi grunnkurs, 7. utgave; Tapir akademiske forlag, 2011 [2] Aylward, G. m.. SI Chemical Data, 6th ed. ; Wiley, Australia, 2008 [3] Lide, D. R., Ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 89th ed.; CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 2009 Ole Håvik Bjørkedal Trondheim, 30. januar 2015 Åge Johansen Trondheim, 30. januar 2015