شیمی

تعیین دمای نهان ذوب نفتالین

مهمترين وساده ترين كاربرد ترموديناميك در سيستمهاي است كه از لحاظ شيميايي به تبديل فاز مواد خالص مربوط شود.جهت يافتن شرايط تغيير فاز مي توان از نمودار فازي كه دماها و فشارهايي را كه در آن هر فاز ساده پايدارترين فاز آن ماده است را نشان مي دهد استفاده نمود.
گرما سبب ازدياد حرکت مولکولهاي موجود در شبکه بلور جامد مي گردد اين ازدياد حرکت در هر سه بعد حرکت انتقالي و چرخشي و ارتعاشي صورت مي گيرد . حرکت مولکولها بتدريج زياد شده و کم کم قدرت پيوندهاي ميان ذرات کاهش مي يابد تا جايي که اين مولکولها از قيد شبکه رها شده و داراي حرکت آسانتري مي گردند . در اينگونه موارد اصطلاحاٌ گفته مي شود که جامد ذوب مي گردد حال اگر همچنان به ترکيب گرما داده شود حرکت مولکولها نيز افزايش يافته و تا جايي مي رسيم که مولکولها خود را از سطح مايع رها کرده و وارد فاز گاز مي شوند و باصطلاح مايع تبخير مي شود .
اگر اين فرايند در محيط بسيار بزرگي رخ دهد که تمام ذرات وارد شده به فاز گاز در محيط پراکنده شوند تمام ماده تبخير مي گردد ولي اگر محيط محدود باشد اين تبخير به جايي مي رسد که تعداد ذرات وارد شده به فاز گاز و خارج شده از آن به فاز مايع با هم برابر مي شوند و فرايند به حالت تعادل مي رسد در چنين مواقعي بخار ايجاد شده بر سطح مايع فشاري را به سطح مايع وارد مي کند که بنام فشار بخار معروف است .
نفتالين ماده اي آلي است با دو حلقه بنزني به هم پيوسته ، از خانواده هاي مواد آروماتيکي و با فرمول C10H8 است.

شرح آزمايش:

در اين آزمايش هدف يافتن نقطه ذوب نفتالين است ولي براي اين کار اجازه داديم تا تمام نفتالين در بنزن ذوب شود و سپس ترکيب را گذاشته تا بلور نفتالين تشکيل گردد . دليل اين کار اين است که خواندن دما براي رنجي که در آن انحلال يا ذوب عملي پيوسته است عملي مشکل است ولي خواندن نقطه تبلور چون در يک نقطه صورت مي گيرد آسانتر و دقيقتر است .   براي اين كار مقداري نفتالین و بنزن(در هر مرحله 2.5 گرم از نفتالين و در مرحله اول 0.5 سی سی  بنزن اضافه میکنیم)را در لوله آزمايشي قرار داده تا حل شود  از اينرو مخلوط را در حمام آب داغ قرار داده تا در نتيجه اين انتقال گرما آرام آرام نفتالين ذوب شود اين كار در آزمايش اول بعلت دماي پايين لوله آزمايش و محتويات لوله چندين دقيقه طول مي كشد ولي در مراحل بعدي اين اتلاف وقت كمتر مي گردد .
پس از اينكه نفتالين ذوب شد بلافاصله لوله آزمايش را خارج كرده و منتظر مي مانيم كه نفتالين موجود در محلول شروع به جامد شدن كند چون در شرايط دمايي و فشاري يكسان نقطه ذوب و انجماد يك ماده خالص بر هم منطبق است به محض مشاهده حالت انجماد دما را يادداشت مي كنيم .
براي بار دوم به همان لوله اول مقدار 1.5 ميلي ليتر بنزن اضافه كرده و آزمايش را مجدد انجام مي دهيم . و در هر مرحله 0.5 میلی لیتر به مقدار قبلی بنزن اضافه میکنیم و آزمایش را انجام میدهیم.
افزايش بنزن سبب مي گردد كه كسر مولي نفتالين تغيير كند . تكرار آزمايش براي چند بار تعداد نقاطي را به ما مي دهد كه با رسم اين نقاط در دستگاه مختصات و عبور بهترين خط راست از اين نقاط  نمودار كسر مولي نفتالين بر حسب معكوس دما ايجاد مي گردد .
از رابطه زير براي مخلوط بنزن و نفتالين استفاده مي شود و جوابهاي بدست امده با مقادير تجربي همخواني خوبي دارند .