تحقیق در مورد دستور کار آزمایشگاه شیمی فیزیک ـ تجزیه

اختصاصی از اس فایل تحقیق در مورد دستور کار آزمایشگاه شیمی فیزیک ـ تجزیه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه73

 آزمایش 1: بررسی سیستم جامد و مایع و تحقیق در ایده‌آل بودن حلالیت نفتالین در بنزن

در بررسی تعادل سیستم‌های جامد ـ مایع که در واقع در آن گازهای جامد و مایع در حال تعادل هستند، از نظر تئوری به یک سری روابط ترمودینامیکی نیاز است که یکی بیان کننده پتانسیل شیمیایی یک سازنده خالص به حالت مایع یا پتانسیل شیمیایی آن در محلول است و دیگری ارتباط حرارتی انرژی آزاد است و بر مبنای آن روابط مول جزئی یک جسم خالص هنگامی که با محلول خود در حال تعادل باشد، با دمای شروع انجماد در محلول مورد بررسی قرار می‌گیرد. طبق روابط ترمودینامیکی می‌توان نوشت:

dE=dQ-dW

dQrev/T=dS             dW=Pdv

dE=T.dS-PdV                                                        (1)

H=E+PV

(2) → dH=dE+PdV+VdP → dH=T.dS-PdV+PdV+VdP

dH=T.dS+VdP

G=H-TS

(2) → dG=dH-TdS → dG=TdS+VdP-TdS-SdT

dG=VdP-SdT                                                         (3)

با توجه به اینکه G تابعی است که دیفرانسیل آن کامل می‌باشد، می‌توان رابطه زیر را نوشت:

dG=()TdP+()PdT

()T=V                                                                (4)

()S=-S                                                               (5)

چون آنتروپی هر ماده‌ای مثبت است، در این صورت علامت منفی در رابطه (5) نشان می‌دهد که افزایش حرارت در فشار ثابت باعث افزایش انرژی آزاد خواهد شد. سرعت کاهش برای گازها که نسبت به مایعات و جامدات دارای آنتروپی زیاد می‌باشند، بیشتر است.

طق معادله (4)، افزایش فشار در درجه حرارت ثابت سبب افزایش انرژی آزاد می‌شود. انرژی آزاد یک ماده خالص را می‌توان با انتگرال معادله (3) در درجه حرارت ثابت و فشار یک اتمسفر برای هر فشار دیگری مانند P بدست آورد.

در نتیجه داریم:

dG=VdP

                                                        (6)

در این رابطه، Go(T) عبارت است از انرژی آزاد ماده موردنظر در شرایط متعارفی، یعنی فشار یک اتمسفر که به آن انرژی آزاد استاندارد که تابعی از درجه حرارت است، نیز می‌گویند. حال اگر ماده موردنظر مایع یا جامد باشد، مقدار حجم مستقل از فشار است و می‌توان رابطه (6) را بصورت زیر نوشت:

G(T,P)=Go(T)+V(P-1)                                           (7)

چون حجم مایعات و جامدات کم است، رابطه (7) بصورت زیر در‌می‌آید:

G(T,P)=Go(T)

که در واقع از وابستگی انرژی آزاد فشار صرف‌نظر شده است. می‌دانیم که حجم گازها در مقایسه با جامدات و مایعات به مقدار قابل توجهی بیشتر بوده و تا حدود زیادی به فشار بستگی دارد. با استفاده از رابطه (6) برای یک باز ایده‌آل داریم: