جـــــــامعــة الزاويـــــــــة كلية هندسة النفط والغاز قسم الهندسة الكيميائية معمل العمليات الموحدة 2 تجربة بعنوان :االنتشارية في الغازات التاريخ 1.4.2019 : إعداد : التوقيع علي جمعة يحيى ............. حيدر ميالد الجغمني ............. عطاء يحيى بن كورة ............. مشرف المادة :أ .نادر كمال مشرف المعمل :أ. تاريخ التسليم 29.4.2019 : المحتويات رقم الصفحة .1المقدمة : 3 .2الهدف من التجربة : 3 .3األدوات المستخدمة في التجربة : 4 .4خطوات التجربة : 4 .5النتائج والحسابات : 5 .6مناقشة النتائج : 6 .7الصعوبات والمشاكل: 7 .8االستنتاج : 7 .9المراجع : 7 األشكال والجداول رقم الصفحة الشكل ( )1جهاز انتشار الغازات 4 الشكل ( )2يوضح طريقة اخذ القراءة 5 جدول ( )1القيم المتحصل عليها cm5 = Lo .. 5 الشكل ()3يوضح الرسم ( 𝒕 𝐋𝐋𝟎 − ) و ))L0 − L 6 .1المقدمة : 2 االنتشار هو عملية توزيع جزيئات أو ذرات أو حبيبات بشكل متسا ٍو في فراغ أو في حيّز متاح أو تخللها خالل حاجز غشائي .ويتم االنتشار بانتقال الجزيئات أو الذرات من منطقة ذات تركيز عالي إلى منطقة ذات تركيز أقل حتى يتساوى تركيز الجزيئات في المنطقتين. تنشأ ظاهرة االنتشار بسبب الحركة الحرارية العشوائية لجزيئات المادة التي تصطدم مع بعضها البعض وتتباعد لتشغل جميع الحيز المتاح لها ].[1 1.1الهدف من التجربة : فهم نظرية االنتشار وإيجاد معامل انتشار االسيتون في الهواء. 2.1القوانين المستخدمة : انطالقا من قانون معدل انتقال الكتلة ) )(1 𝐶 CT CBM ()𝐴 (N′A =D L وتبخر السائل d ρ dt M )N′A =( L)( L )(2 فان معدل انتشار في الهواء يعطى بالعالقة االتية )(3 𝑚𝐵𝐶∗ 𝐿ρ ) (=D 2∗Mw∗𝐶𝐴 ∗𝐶𝑇 ∗Slope 𝑚𝐵𝐶∗ 𝐿ρ ) 2∗Mw∗𝐶𝐴 ∗𝐶𝑇 ∗D Tabs Ta * 1 22.414 ( =Slope = 𝐶𝑇 =CB1 Pa−Pv 𝑇𝐶 *) Pa (= CB2 ) (CB1 −CB2 CB ) ln(CB1 = CBm 2 Pv 𝑇𝐶 *) (= 𝐴𝐶 Pa حيث : 𝐰𝐌 :الوزن الجزيئي 3 : tالزمن ()sec : Dاالنتشارية ( 𝑐𝑒𝑠)𝑚2 / 𝑨𝑪 :التركيز عند الواجهة ( )Kmol/𝑚3 : Lالمسافة ()m 𝒎𝑩𝑪 :التركيز الجزيئي للبخار ( )Kmol/𝑚3 𝑻𝑪 :التركيز الموالري الكلي ( )Kmol/𝑚3 𝑳𝛒 :كثافة السائل ( )Kg/𝑚3 .2االدوات المستخدمة في التجربة : جهاز انتشار الغازات ( )gasous diffusion apparatusو الذي يحتوي على-: .1متحكم في درجة الحرارة. .2ترمومتر. .3أنبوبة شعرية على شكل حرف .T .4مكبر مزود بتدريج لقياس ارتفاع السائل (شكل .)1 جهاز يقوم بدفع الهواء خالل األنبوبة الشعرية للمساعدة على االنتشار. الشكل ( )1جهاز انتشار الغازات .3خطوات التجربة : .1نقوم بملء األنبوبة الشعرية بالسائل المراد دراسة االنتشارية عليه (األسيتون). .2نقوم بتثبيت درجة الحرارة على جهاز االنتشار و قد كانت أثناء التجربة .50 .3نقوم بوضع األنبوبة الشعرية داخل جهاز االنتشار و توصيلها بجهاز دفع الهواء. .4نقوم بتسجيل ارتفاع األسيتون عند زمن 0دقيقة ولتكن .Lo 4 .5نقوم بتسجيل ارتفاع األسيتون كل 5دقائق حتى نتحصل على مجموعة من القراءات انظر الشكل (.)2 الشكل ( )2يوضح طريقة اخذ القراءة .4النتائج والحسابات : إليجاد معامل االنتشارية لالسيتون نقوم اوال برسم عالقة بيانية بين ( 𝑡 L0 −L ) و L0 − ) )Lانظر الشكل ( )3و ذلك إليجاد ميل المنحنى ( )Slopeثم نقوم بالتعويض به في المعادلة رقم ( )3والجدول ( )1يوضح القيم المتحصل عليها أثناء التجربة. جدول ( )1القيم المتحصل عليها cm5 = Lo .. 𝒕 )Lo-L (cm )(s/cm 𝐋𝐋𝟎 − 0 1000 857.14 900 923.07 1000 1000 1050 0 0.3 0.7 1 1.3 1.5 1.8 2 )L (cm )Time (Sec 5 4.7 4.3 4 3.7 3.5 3.2 3 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 5 1200 Н1000 а з 800 о в 600 с а и н 400 и е 200 )t/(L_0-L 0 2,5 1 1,5 Название оси 2 الشكل ()3يوضح الرسم ( 𝒕 0,5 0 𝐋) و ))L0 − L 𝐋𝟎 − من الرسم البياني كان ()Slope=4615747 )D=(ρ𝐿 *𝐶𝐵𝑚 )/(2*Mw*𝐶𝐴 ∗ 𝐶𝑇 *Slope ρ𝐿 =791 Kg/𝑚3 Mw=58.08 Kg/Kmol 𝐶𝑇 =1/22.414*273/323=0.0377 Kmol/𝑚3 𝐶𝑇 =𝐶𝐵1=0.0377 Kmol/𝑚3 𝐶𝐵2=(101.3-56)/101.3 * 0.0377=0.0169 Kmol/𝑚3 𝐶𝐵𝑚 =(0.0377-0.0169)/ln(0.0377/0.0169)=0.0259 Kmol/𝑚3 𝐶𝐴 =(56/101.3)*0.0377=0.0208 Kmol/𝑚3 )D=(791*0.0259)/(2*58.08*0.0208*0.0377*4615747 𝑐𝑒𝑠=5.6*10−5 𝑚2 / .5مناقشة النتائج : ان معدل انتشار االسيتون في الهواء هو (1.22± 0.11) × 10−5 m²/s نسبة الخطأ = | 5.6×10−5 −1.22×10−5 1.22×10−5 | * %359 =100 نسبة الخطأ مقارنة بالمراجع تعتبر عالية .قد يكون االنحراف بسبب بعض األخطاء التي ارتكبت أثناء إجراء التجربة .قد يحدث خطأ المجهر أثناء قراءة مستوى األسيتون السائل .وهذا بسبب أن مستوى لألسيتون السائل في األنبوب الشعري ليس موازيا ً للخط المرجعي .تعد درجة حرارة المياه المتقلبة أحد األسباب التي تؤدي إلى عدم دقة النتائج. 6 .6الصعوبات والمشاكل: صعوبة قراءة مستوى األسيتون باستخدام المجهر. صعوبة ملئ األنبوبة الشعرية باألسيتون ألنها رفيعة جدا. .7االستنتاج : إن الدليل على انتقال المادة جاء في هذه التجربة كتبخر لألسيتون في الهواء خالل األنبوب , كما تم إيجاد معامل االنتشار لألسيتون. .8المراجع : 1) https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%86 %D8%AA%D8%B4%D8%A7%D8%B1 2) Perry,R.H.,&Green,D.W.(2008).Perry’s chemical engineers’ handbook(8th ed.).New York: McGraw-Hill. 7