Su r un nouveau a p p a re il é b u lio sc o p iq u e .
f _
Z e względu na warunki sam ego doświadczenia, pomiary ebuljo- skopow e nie mogiy być wykonywane dotychczas z dokładnością większą, aniżeli d r 5 % — ± 10%. Jednakże w czasach ostatnich wprowadzono w tej dziedzinie kilka ulepszeń, które sprawiły, że pomiaty tego rodzaju mogą być zaliczone do rzędu bardzo dokładnych. P ra c ę w tym kierunku z a inicjował F. G. C o t t r e l I *). W przyrządzie tego autora kulka term o
metru B e c k m a n n ’ a jest um ieszczona w parze nad cieczą, a nie we wrzącej cieczy, jak to czyniono dotychczas. Kulka ta polew ana jest stale w rzącą ciec zą za p o m o c ą pompki, działającej automatycznie. N astępnie E. W. W a s h b u r n 2) wprowadził pewne zmiany do konstrukcji aparatu C o t t r e l l ’ a , nie zmieniając w zasadzie istoty samego przyrządu. Ebu- Ijoskop W a s h b u r n ’ a nadaje się całkowicie do pomiarów precyzyj
nych. W re s z c ie niedawno podaliśmy opis s) dalszej modyfikacji ebuljo- skopu W a s h b u r n ’ a , polegającą na znacznem uproszczeniu jego kon
strukcji.
Niezależnie od wspomnianych ebuljoskopów do dokładnych pomia
rów nadaje się również przyrząd prof. K. J a b ł c z y ń s k i e g o , którego opis podany został w „Rocznikach Chernji"1).
Nowy typ ebuljoskopu, o którym mowa obecnie, różni się znacznie od wzmiankowanych. Konstrukcja jego jest bardzo prosta, praca z nim niezmiernie ułatwiona, a pomiary, które wykonać można z jego pomocą, zaliczyć można do rzędu pomiarów fizyko-chemicznych precyzyjnych.
P rzyrząd nasz składa się z naczynia o kształcie jajka A, zawierają
cego od 50 do 50 c m 3 cieczy oraz rurki B o średnicy 25 mm.
W ojciech Św iętosfaw ski i Witold Romer.
') F. G. C o t t r e 11 J. Amer, Chem . Soc. (19)9), 41, 721.
:) E. W . W a s h b u r n J. A m er. Chem. Soc. (1919), 41, 729.
3) W . Ś w i ę t o s ł a w s k i , J. W a s z k o - S i e n i e ń s k i , W . R o m e r Buli. Soc. Chim. de F ra n ce (1924) (4), 35, 542.
ł) K. J a b l c z y ń s k i i S. K o n . „Roczniki Chem ji“ (1923), 3, 34.
O now ym przyrządzie ebuljoskopow ym 97 T e r m o m e tr B e c k m a n n ’ a umieszczony jest w B, rurka zaś ta połączona jest z A dwiema rurkami węższemi I i II, jak to wskazuje rys. 1.
Jeżeli ebuljoskop napeł
nimy mniejwięcej do pozio
mu aa i ciecz doprowadzimy do wrzenia, wówczas two
rząca się para wciąż wyrzu
cać będzie ciecz przez zwę
żony nieco otwór c i wsku
tek tego dolna cz ęść termo
metru wraz z jego kulką po
lewana będzie stale wrzącą cieczą. N ależy zaznaczyć, że te m p e ra tu ra wrzenia cieczy w naczyniu A zależy od wielu czynników. Jest ona zawsze wyższa, aniżeli temperatura wrzenia cieczy pod danem ciśnieniem. Z ależy to od na
stępujących trzech czynników:
1) przegrzania cieczy; 2) ciś
nienia, wywieranego na dno naczynia przez slup cieczy;
5) od pewnej nadwyżki ciś- ^ nienia, spowodowanego istnie
niem zw ężenia c w rurce l.
T e sa m e trzy czynniki odgry
wają swą rolę w przyrządach C o t t r e l l ’ a i W a s h b u r - n ’ a, jed n ak ż e doświadczenie bez pośrednie wykazało, że z chwilą wyrzucenia cieczy do przestrzeni B następuje tak
szybkie wyparowanie i wyrównanie temperatury, że ciecz, ścieka jąca po term om etrze, posiada już dokładnie tę tem peraturę, która odpowiada warunkom równowagi układu ciecz-para pod danem ciśnieniem atmo- sferycznem . S zereg najrozmaitszych doświadczeń przekonał nas, że te m p eratu ra wrzenia, notowana na termometrze, nie zależy ani od długości przebytej drogi (długość rurki I), ani od pozycji kulki term om etru (dłu
g o ść drogi przebytej przez ciecz podczas ściekania po term om etrze).
T e m p e ra tu ra wrzenia p o z o sta je niezmieniona, o ile warunki ciśnienia
R o c z n ik i C h e m ji T . 5- 7
9 8 W ojciech Ś w ięto sla w ski i W itold Rom er
pozostają niezmienne, lub też o ile niema tu mowy o jakichś zmianach warunków, które w ykraczają poza wszelkie granice normalnej pracy
ebuljoskopu.
D odać w reszcie należy, że ciecz spływa swobodnie po rurce II z powrotem do naczynia A. Drogą tą dostaje się do A również para, skroplona w chłodnicy D.
Aby zabezp iec zy ć term om etr od ochładzania wskutek blizkości ś c ia nek rurki B, otaczaliśmy kulkę term om etryczną cylindrem szklanym, uwidocznionym na rysunku. J e d n a k ż e dod atek ten nie jest niezbędny, jeżeli chodzi o zwykle pomiary ebuljoskopowe.
Zaobserw ow ana tem peratura wrzenia cieczy pozostaje niezm ieniona przez cały cz as podtrzymywania wrzenia, zmienia się jednak w sposób zupełnie prawidłowy z chwilą, gdy ulega zmianie ciśnienie atm o sfe ryczne. Zm iany te są zazwyczaj tak znaczne, że poprawka na zm ianę te m p eratu ry wrzenia w skutek zmiany ciśnienia nie może być pominięta naw et w zw ykłych badaniach ebuljoskopowych. Z tego Względu należy polecać równoczesne użycie dwóch ebuljoskopów, z których jeden zaw ie
rać powinien czysty rozpuszczalnik, drugi zaś początkowo ro zpuszczal
nik, a następnie bad a n y roztwór.
C zułość naszego przyrządu jest tak wielka, że z łatwością można w ykazać przyrost tem peratury w rzenia cieczy, jeżeli ebuljoskop p rz e n ie siony zostanie ze stołu na podłogę. P rzyrost ten równa się zazwyczaj -(-0,002°. Istotnie, zm iana poziomu o 1 m etr odpowiada zmianie ciśnie
nia atm osferycznego o 0,1 mm. słupa rtęci; zmiana ta odpowiada mniej więcej przyrostowi tem peratury wrzenia o 0,005°, wysokość zaś stołu wy
nosi najczęściej 0,7 metr. czyli przyrost normalny wynosić powinien -{-0,002°.
Do istotnych cech dodatnich naszego przyrządu należy także wyjąt
kowo mała przestrzeń szkodliwa ebuljoskopu. Obliczenia wykazały, że ilość czystego rozpuszczalnika, który się zbiera w szkodliwej przestrzeni, a więc w chłodnicy D oraz w przestrzeni B (w stanie pary) nie p rz e kracza 0,1 do 0,05 gr. Popraw kę tę należy oczywiście wprowadzić do obliczeń, jeżeli chodzi o pomiary bardzo dokładne; pozatem gdy mamy w iększe ilości roztworu, można w ykonać równorzędnie dwa pomiary, po
sługując się dwoma ebuljoskopami, różniącem i się znacznie w ielkością naczyń A. Łatwo tu spostrzec, że pow iększając odpowiednio naczynie (A), m ożna sam ą poprawkę na szkodliwą p rzestrzeń uczynić dowolnie małą.
Wyniki niektórych naszych pom iarów ebuljoskopowych zo sta n ą ogło
szone w innej pracy. O becnie ograniczymy się tylko do podania dwóch przykładów, św iadczących o sprawności działania opisywanego przyrządu.
P rzedew szystkiem więc podajem y tabelkę odczytań tem peratury wrze
nia wody na term om etrach, um ieszczonych w dwóch ebuljoskopach. Jak wskazują dane tabelki ciśnienie atm osferyczne zmieniło się podczas
O now ym p rzyrzą d zie ebuljoskopow ym 99
15 m inut trwania pomiaru dość znacznie (okofo 0,16 mm. Hg). O bydw a iierm o m etry zareagow ały w jednakow y sposób na tę zmianę.
T em p e ratu ry względne:
Czas w minutach. I ebuljoskop. 11 ebuljoskop.
00 2,650° 2,186°
05 .2,647° 2,185°
10 2,644° 2,181° ■
15 2,645° 2,181*
0,005" 0,005°
Z drugiej strony przytaczam y wyniki pomiaru tem peratury wrzenia
■wody oznaczonej z a pom ocą naszego przyrządu oraz za pom ocą przy
rządu destylacyjnego, zaopatrzonego w dobry deflegmator. Zmiany ciś
nienia atm osferycznego zostały tu uwzględnione.
Ebuljoskop. P rzyrząd destylacyjny.
1,090° 1,092“
1,092° 1,095°
1,092° 1,094°
P rzytoczone dan e wskazują, ż e ebuljoskop nadaje się do oznaczania 'b ezw zg lę d n ej tem p eratu ry wrzenia roztworu lub tem peratury destylacji
z dokładnością do ± 0 , 0 0 2 ° .
W spom nim y wreszcie, że dokładność pomiarów tem peratury względnej v r z e n i a roztworów wynosi HH 0,0015°.
O pisany typ ebuljoskopu nadaje się również do pomiarów tonome- trycznych o znacznej dokładności. O pomiarach tych mówić będziem y w jednej z prac następnych.
N ależy w reszcie w spomnieć, że, c h c ą c wykonać dokładny pomiar
■ebuljoskopowy, należy górną c z ę ś ć term om etru B e c k m a n n ’ a um ieścić
•w chłodnicy, w której cyrkulow ać powinna woda o stałej tem peraturze, w przeciwnym przypadku wahania tem peratury wystającego słupa rtęci uniemożliwiają oznaczenie dokładne tem peratury wrzenia roztworu lub rozpuszczalnika.
Na zakończenie musimy zaznaczyć, że, wprowadzając powyższe ulepszenia, osiągnięto obecnie dokładność oznaczeń ebuljoskopowych w y n o sz ą c ą parę jedności na tysiąc. W ten sposób niedawno jeszc ze k a p ry śn y i mało czuły przyrząd znajduje dziś zastosow anie do pomiarów precyzyjnych.
1 0 0 W ojciech Ś w ięto sla w ski i W itold R om er
S t r e s z c z e n i e .
W pracy opisany zostaf nowy typ ebuljoskopu, nadający się do do
kładnych pomiarów punktu wrzenia roztworów i mieszanin. P rzyrost te m p eratu ry wrzenia roztworów może być dokonany za pom ocą tego przy
rządu z dokładnością + 0 ,0 0 1 5 °.
R é s u m é .
On décrit ici la construction et le fonctionnement d ’un n o u v e a u type d ’ébullioscope dans lequel on parvint à d éterm iner la te m p é ra tu re d ’ébullition des solutions a v e c une grande précision. L’ac c ro isse m e n t de la tem pérature d’ébullition peut être déterm iné a v e c une precision, d e ± 0 ,0 0 1 5 ° .
A. Klelnówna.