Вычисление молярной массы с помощью перегонки с паром

Молярную массу жидкости, не смешивающейся с водой, можно вычислить на основании данных, полученных в результате ее перегонки с паром. Согласно закону Рауля, парциальное давление пара рА жидкости А, молярная масса которой подлежит определению, и мольная доля хА этой жидкости связаны соотношением

Аналогичное соотношение можно записать также для воды

Исключая из этих двух уравнений />полн, получаем

(1)

Поскольку

где «д и «вода-число молей жидкости А и воды соответственно, и то подстановка этих выражений в уравнение (1) дает соотношение

(2)

Из разд. 4.1 известно, что п = т/М, где т-масса вещества в граммах, a M его молярная масса в граммах на моль. Подстановка этого выражения в уравнение (2) дает

(3)

Это уравнение позволяет вычислить молярную массу (МА) жидкости А.

Пример

Образец фениламина (анилин) C6H5NH2 подвергался перегонке с паром при температуре 98,6°С и давлении 1 атм. Установлено, что собранный дистиллат содержит 25,5 г воды и 7,4 г фениламина. Вычислим молярную массу фениламина.

Решение

Для нахождения молярной массы C6H5NH2 воспользуемся уравнением (3). Оно позволяет записать

Поскольку смесь кипела при давлении 1 атм (760 мм рт. ст.), сумма парциальных давлений обоих компонентов должна быть равна 1 атм:

Справочные данные показывают, что при 98,6°С рНг0 = 720 мм рт. ст. Следовательно,

Подставляя это значение и экспериментальные данные в записанное выше уравнение, получаем

Оглавление: