فيزيك يعني زندگي

*****به نام یگانه هستی*****

                                    

  عنوان آزمایش:

نقطه ذوب نفتالین

 و(اسيد اگزالين)

   هدف از آزمایش:

    تعیین دمای ذوب نفتالین

مقدمه:

اگر يك جسم جامد را در ظرفي گرم كنيم جنبش مولكول هاي آن تندتر مي شود، در نتيجه مولكول ها با يكديگر شديدتر برخورد مي كنند و از همه فاصله ي بيشتر پيدا مي كنند. زياد شدن فاصله ي مولكول ها از هم سبك مي شود كه ربايش بين آنها كمتر شود. حال اگر گرم كردن جسم را ادامه دهيم،‌فاصله ي مولكول ها از هم بيشتر و بيشتر و ربايش بين آنها كمتر و كمتر مي شود. تا جايي كه مولكول ها مي توانند آزادانه در ظرف به حركت درآيند و بدان ترتيب جامد به مايع تبديل مي شود. در اين حالت مي گوئيم جسم جامد ذوب شده است. به دمايي كه ماده ي جامد در آن ذوب مي شود نقطه ذوب مي گويند.

 

نقطه ذوب:

تركيبات جامد وبلوري در اثر دريافت انرژي ساختار شبكه اي خود را از دست ميدهند واز حالت منظم جامد به حالت نامنظم مايع تبديل ميشوند

تركيبات يوني ←نقاط ذوب بالاي دارند

تركيبات غير يوني←نقاط ذوب پائيني دارند

چگونگي شناختن پيونديوني از پيوند كوولاانسي:ما ميائيم تركيب را درآب قرارميدهيم اگر تركيب درآب حل شد پيوندبين عناصر پيوند يوني واگر حل نشد پيوند كوولانسي است مثل NaCl←m.p=801c

نقطه ذوب درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت، ماده جامد به مایع تبدیل شود (درجه حرارتی كه در آن فشار بخار مایع با جامد برابر گردد). در تمام مدت ذوب درجه حرارت ثابت میماند و در این درجه حرارت دو فاز در حال تعادل هستند. وجود ناخالصی در یک ماده، نقطه ذوب آنرا پایین می آورد و مخلوط دو ماده، دارای نقطه ذوبی پایین تر از هر کدام از دو ماده اولیه است.

تعیین نقطه ذوب صحیح یک ترکیب آلی احتیاج به ماده کافی دارد تا با سرد و گرم کردنهای متناوب بتوان در بین فازهای مایع و جامد تعادل برقرار کرد و درجه حرارت آنرا اندازه گرفت. مقدار ماده ای که برای این عمل لازم است غالبا بیشتر از مقداری است که شیمیدان در دسترس دارد یکی از متداولترین روشها، استفاده از لوله نقطه ذوب است.

در اندازه گیری نقطه ذوب با لوله نقطه ذوب از گرم کن های گوناگونی استفاده میشود. این گرم کن ها از یک بشر ساده که محتوی مایعی با نقطه جوش بالاست و با شعله حرارت داده ميشود، نقطه ذوب دمایی است که جامد به مایع تبدیل و یا دمایی که در ان فشار بخار مایع و جامد برابرند .زمانیکه یک جامد در اثر حرارت ذوب میگردد با پدیدارشدن مایع بین مایع و جامد تعادل برقرار می گردد و ادامه گرما باعث تبدیل جامد به مایع می گردد.

 

 

 نفتالین:

نفتالین که به نام های «آلبوکربن»، «کافور قیر»، «قیر سفید» یا «نفتن» نیز گفته می شود؛ یک هیدروکربن جامد، سفید و آروماتیک است که به نمای گلوکه های کوچک به بازار می آیند نفتالین به تندی فرازش(تصعید) می یابد و بخاری بسیار آتش زا دارد.مولکول نفتالین از دو حلقهٔ جوش خورده ی بنزن ساخته شده است.آن از زغال سنگ به دست می آید و به فتالیک انیدرید برای ساخت پلاستیکها، رنگ‌ها و حل کنندهها به کار می رود. نفتالین برای گندزدایی و حشره کشی(بیشتر حل شده در متانول) کاربرد فراوانی دارد. نفتالین را برای جلوگیری از بید زدن پوشاک نیز به کار می برند.

وسايل و مواد آزمايش:

1-دماسنج

2- بشر

3- مایعی با نقطه جوش بالا (آب)

4- نخ

5- لوله نقط ذوب آزمايش

6- شعله

7- نفتالين

8- اسيد اگزالين

شرح آزمايش:

مقدار کمی از نمونه نفتالئين يا(اسيد اگزالين)را به صورت پودر در مياوريم ، یک لوله نقطه ذوب آزمايش را برداشته و به وسیله شعله یک طرف آنرا کاملا مسدود مينمائيم سپس قسمت باز لوله را به پودرنفتالئين كه سائيديم فروميكنيم تايك سانت پرشود. با برگرداندن لوله و با زدن سریع انتهای بسته لوله بر روی یک سطح محکم میتوان جسم جامد را به طرف انتهای بسته لوله هدایت کرد. نفتالئين باید در انتهای بسته لوله کاملا متراکم شود. بهترین راه انجام این کار آن است که در خاتمه لوله ذوب را از درون یک قطعه لوله شیشه ای بزرگتر که تقریبا به طول 60 سانتیمتر باشد، بر روی سطح محکمی رها کنید.نفتالئين باید به اندازه ای باشد که پس از عمل تراکم لوله ذوب را تا عمق 1 سانتي متر پر کند. این مقدار نباید بیشتر باشد.  لوله ذوب را به وسیله یک نخ به گرماسنج ميبنديم.

به طوري كه انتهاي لوله نقطه آزمايش و بخش جيوه اي دماسنج هم تراز شوند.   اكنون دماسنج و لوله نقطه ذوب آزمايش  را داخل آب داغ بشر بزرگ يا(حمام روغن) قرارميدهيم. بشررابه آهستگي روي  شعله (چراغ الكلي)قرارميدهيم تاگرم شود و دماي ابتدا و انتهاي ذوب شدن را از روي درجات دماسنج با دقت ميخوانيم و يادداشت ميكنيم   و ميانگين آن را محاسبه كرده كه همان نقطه ذوب نفتالين مي باشد بدست مي آيد.

محاسبات

78=  2 /79+ 77=  2/دماي ثانويه + دماي اوليه  =  دماي ذوب نفتالين

نتيجه گيري:

هر ماده دماي ذوب مربوط به خود را دارد كه براي محاسبه كليه نقاط ذوب تمام عناصر بايد ميانگين دماي اوليه وثانويه را محاسبه كرد تا درصد خطاي آزمايش به حداقل برسد.

عوامل خطا:

مقدار واقعي دماي ذوب نفتالين برابر با 2.80 بدست مي آيد . دليل اصلي تفاوت مقدار يافته شده در اين آزمايش و مقدار واقعي خطاهاي موجود در آزمايش است که شايد مهمترين خطا در اين آزمايش خطا در خواندن دماي نقطه تبلور است که بعلت رنگ بسيارملايم نفتالين متبلور شده مشکل است . خطاهاي آزمايشگرها و خطاهاي دستگاهها هم نقش مهمي در اين انحراف دارند بطور کلي خطاي اين آزمايش را مي توان اينگونه بدست آورد .از جمله عواملي که باعث اختلاف بين دماي ذوب محاسبه شده با آنچه درمنابع است اين است که درجه خلوص نفتالين ممکن است در آزمايشگاه کم است.دومين خطا در تشکيل فاز محلول کاملا شفاف يعني اينکه محلول را هم نزنيم. اگر لوله آزمايش را تکان ندهيم ممکن است محلول شفاف شود ولي هنوز ماده جامد در ته لوله موجود باشد.سومين خطا در تشخيص دقيق نقطه دماي ذوب ورسوب موجود در لوله ميباشد.

اما همين آزمايش را بطوري كه براي نفتالئين انجام داديم انجام ميديم كه به دليل بالابودن نقطه ذوب در داخل روغن دماي بيشتري بدست ميايددر حدود

 100-102=2ميشود كه كاملا اشتباه است .

+ نوشته شده در  یکشنبه یازدهم اردیبهشت 1390ساعت 13:3  توسط منصورحیدری  |