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d(lnp*2)=ΔvapHmRT2dT(14)
对于溶**系,结合亨利定律,有:
d[ln(p*2·γ∞2)]=ΔvapH2,mRT2dT(15)
式(15)中的ΔvapH2,m表示溶质从溶液中汽化的偏摩尔汽化焓。
对理想溶液,活度系数为1,溶质的分压可用p2*x2表示,它的偏摩尔汽化焓与纯溶质的摩尔汽化焓ΔvapHm相等,且理想溶液的偏摩尔溶解焓ΔsolH2,m等于液化焓ΔsolHm,即:
ΔvapH2,m=ΔvapHm=-ΔsolH2,m=-ΔsolHm(16)
对于非理想溶液,偏摩尔溶解焓在数值上虽然等于偏摩尔汽化焓,但它们与活度系数有关。
将式(12)取对数后对1T求微分,并代入式(15),得:
d(lnV0g)d(1T)=-d[ln(p*2·γ∞2)]d(1T)=ΔvapH2,mR(17)
ΔvapH2,m在一定温度条件下可视为常数,积分可得:
lnV0g=ΔvapH2,mRT+C(18)
以lnV0g对1T作图,根据斜率可求得偏摩尔汽化焓,而偏摩尔溶解焓即为其相反数。
将式(15)与式(14)相减,并将偏摩尔汽化焓代为偏摩尔溶解焓,得:
d(lnr∞2)=(ΔvapH2,m-ΔvapHm)RT2dT=-(ΔsolH2,m-ΔsolHm)RT2dT(19)
同样,视一定温度范围内焓变为常数,积分可得:
lnγ∞2=(ΔsolH2,m-ΔsolHm)RT+D=ΔsolHERT+D(20)
式(20)中,ΔsolHE为非理想溶液与理想溶液中溶质的溶解焓之差,称为偏摩尔超额溶解焓,以lnγ∞2对1T作图,由所得直线的斜率可求得偏摩尔超额溶解焓。
当活度系数大于1时,溶液对拉乌尔定律产生正偏差,溶质与溶剂分子之间的作用力小于溶质分子之间的作用力,偏摩尔超额溶解焓为正;反之为负。
三、仪器与试剂
1. 仪器
9790气相色谱仪(热导池检测器),色谱工作站,氢气发生器,皂沫流量计,压力表,红外灯,微量进样器,秒表。
2. 试剂
邻苯二甲酸二壬酯柱,正己烷,环己烷。
四、实验步骤
1. 色谱柱的准备
根据色谱柱容积,取一定体积的白色硅烷化101担体,称量后以其质量的10%计算固定液用量。
称取固定液后用氯仿溶解,再加入担体,搅拌均匀后置于红外灯下干燥,称量。
将空色谱柱洗净烘干后,一端堵上玻璃棉后接真空系统,另一端接一小漏斗,在轻轻敲击色谱柱的同时,将处理好的填充物慢慢由漏斗倒入色谱柱,称量多余的填充物,计算柱中填充物所含固定液的质量。
将色谱柱装配到色谱仪上,不接检测器,在低载气流速下,于100℃柱温老化10h以上。
老化完成后,连接好色谱柱,并保证各连接处不漏气。
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