實驗二　蒸氣密度的測定Victor Meyer Method

林儷茵 49712028

蕭明玉 49712037

吳佳樺 49712043

目的•了解理想氣體方程式應用之一•由一揮發固體或液體以 victor meyer method 算其分子量

原理應用 Victor Meyer 裝置測定分析物的蒸氣密度為易揮發且加熱時不易分解的固 體或液體利用密度 (ρ) 可計算其分子量(M)蒸氣體積 = 量氣管 (gas measuring tube) 收集的體積 = 被排除的空氣體積

比較

• 理想氣體方程式 (Ideal Gas equation)

• 凡得瓦方程式 (van der Waals equation) 將理想氣體所忽略的氣體自身分子大小及分子間作用力

考慮進來• 伯舍樂方程式 (Berthelot equation)

理想氣體方程式 (Ideal Gas equation)

1

7601:

15.273:

.

TP

PVTV

mmHgatmP

KTT

PV

T

VP

constRn

nRT

PV

nRTPV

標準狀態下

為相同

41000414.221000414.22

414.22 1

3

)(

:2

)(

M

M

LVmole

VTPP

TmP

VV

m

P

TP

VTPPV

w

ww

理想氣體在標準狀態下，

代入

查表一該溫度下的飽和蒸氣壓

如蒸氣是在水面上收集修正

7

6

414.22

1.int

.51000414.22

43

nRTRTM

mVPP

VPP

mRTM

R

T

P

V

nR

T

PH

constTPVTPP

TmPM

w

w

w

簡化

為和

代入將

凡得瓦方程式 (van der Waals equation)

體積係數

低碰撞

少作用於牆

分子相互作用力

不同不同分子，其係數數

moleV

a

n

VV

V

aPP

V

nconcmolarP

b

a

bb

molennbVV

nRTPV

mm

m:

:2

). (

)(:

:1

2

22

82

2

2

2

2

nRTnbVV

anP

RTbVV

aP

V

a

bV

RTP

V

na

nbV

nRTP

nRTPV

m

m

mm

molesamplenmoleK

atmconstgasR

moleb

mole

atmaconst

VV

KTT

atmPP

:

)(08206.0. :

)1

(.:ba

)(:

)(:

)(:

2

2

、凡得瓦、

蒸氣觀測觀測

10

:

)(:

:

n

mM

M

gm

molen

M

mn

蒸氣分子量樣品重數

伯舍樂方程式 (Berthelot equation)

11)61(128

91

2

2

2

T

T

TP

PTnRTPV

RTbVTV

aP

c

c

c

m

m

22.

)(:

)(:

)(08206.0. :

:

)(:

)(:

)(:

表查、、、

臨界臨界

樣品觀測觀測觀測

EXPbaTP

KTT

atmPPmoleK

atmconstgasR

molen

VV

KTT

atmPP

cc

c

c

藥品與儀器裝置• victor meyer 裝置• 毛細管• 噴燈• 燒杯• 加熱包• 變壓器• 升降台• 滴管• 鑷子• 丙酮• 未知試樣• 凡士林

步驟

Pv=nRT

1. 填充試液•秤毛細管重 m1 (精秤至 0.1mg)

•填入待測溶液 ,約 1/3•以酒精燈熔封兩端 ( 火焰務太靠近管溶液 )•擦乾•在秤重 m2•得溶液重 m1-m2=m

2. 蒸氣密度與分子量測定1.•將外層 (a) 注入沸點高於分析物 30 度之液體 (EX. 水 )

•將毛細管放入內層 ,固定•加熱外層 (b) 液體 ,使沸騰

2. 檢察系統是否密閉

將系統密閉 , 移動水準瓶 液面有移動 -> ok

無移動 -> 凡士林加強密閉

3. 檢察溫度是否恆定

* 裝置通向大氣( 關 C. E, 同時開 F 閉 G)

經過一段時間將裝置密閉( 關 C. E, 同時開 G 閉 F)

觀察液面是否有變化-> 無變化 , 表示溫度已達穩定-> 有變化 , 重複 * 步驟至穩定

4.開 G 閉 F, 調節 H.K 液面等高 , 記錄液體位置(V1 mL)

將銅管下壓 , 使毛細管破裂

樣品受熱氣化 , 推動 B內空氣至 H, 使液面下降 , 移動水準瓶 , 保持H.K 液面等高

記錄液面移動最大值(V2 mL)

• 紀錄量氣管周圍之溫度及當時的大氣壓

• 重複三次求平均分子量

• P unknow= P 大氣 – P 該溫度飽和水蒸氣壓

數據處理1. 理想氣體方程式 (Ideal Gas equation)

R ：氣體常數 =0.08206

P ：實驗時的蒸氣壓力 (mmHg)

Pw ：飽和水蒸氣壓 ( 查表一 )

V ：排除的空氣體積 = 觀測蒸氣的體積 (l)

T ：觀測溫度 (K)

m ：試樣的重量 (g)

) K ( 11 moleatml ˙˙˙

RTM

mnRTVPP W )( RT

M

mnRTVPP W )(

2. 凡得瓦方程式 (van der Waals equation)

展開：

P ：觀測所得實際壓力 (atm)T ：觀測溫度 (K)V ：觀測蒸氣體積 (l)a.b ：凡得瓦常數 ( 查表 2)R ：氣體常數 =0.08206n ：試樣莫耳數

nRTnbVV

anP ))((

2

2

2

32

V

abn

V

annPbnRTPV

2

2

mole

atmla

moleb

1

可忽略

m ：試樣的重量(g)n

mM

3. 伯舍樂方程式 (Berthelot equation)

P ：觀測所得實際壓力 (atm)

T ：觀測溫度 (K)

V ：觀測蒸氣體積 (l)

R ：氣體常數 =0.08206

n ：試樣莫耳數Pc ：臨界壓力 (atm)

Tc ：臨界溫度 (K) ( 查表 2)

)]61(128

91[

2

2

T

T

TP

PTnRTPV

c

c

c

m ：試樣的重量(g)n

mM

• 欲測溶液 3 次• Unknown 3 次

• 18 組誤差• 伯舍樂方程式修正項較多，理論上較精準

6 次 3 個公式

得 18 個數據

參考資料• WIKI

• 物化課本 1.4

• http://home.jmu.cn/oho/lab/mass.htm

维克托 - 梅耶（ Victor-Meyer ）方法 lxy.njut.edu.cn/myEditor/uploadfile/2008040

1211639801.doc