Kritischer-Punkt-Apparatur

Beschreibung
Erforderlich
Ersatzteile
Experiment

Qualitative Beobachtungen
• Flüssiger und gasförmiger Zustand
• Dynamischer Zustand bei Kompression und Entspannung
• Ausbildung des Kipp-Punktes bei verschiedenen Temperaturen

Quantitative Messungen
• Darstellung des kritischen Punktes und der kritischen Temperatur
• Aufnahme der Isothermen im p-V-Diagramm (Diagramm nach Clapeyron)
• Aufnahme der Isothermen im pV-p-Diagramm (Diagramm nach Amegat)
• Druckkurven des gesättigten Dampfes
• Abweichungen der realen Gase vom Zustand des idealen Gases
Präzisionsgerät zur Untersuchung von Kompressibilität und Verflüssigung eines Gases, zur Bestimmung des kritischen Punktes und zur Aufnahme der Isothermen des p-V-Diagramms (Clapeyron-Diagramm). Als Testgas wird Schwefelhexafluorid (SF6) eingesetzt, das mit einer kritischen Temperatur von 318,6 K (45,5°C) und einem kritischen Druck von 3,76 MPa (37,6 bar) einen einfachen Aufbau ermöglicht.
Die Apparatur enthält eine durchsichtige Messzelle in besonders dichter und druckfester Ausführung. Das Volumen in der Messzelle wird durch fein dosierbare Drehung eines Handrades verändert, wobei die Volumenänderung mittels einer feststehenden und einer mitdrehenden Skala mit einer Genauigkeit von einem 1/1000 des Maximalvolumens abgelesen werden kann. Der Druckaufbau erfolgt durch ein Hydrauliksystem mit Rizinusöl in einer für medizinische Anwendungen zugelassenen Qualität. Messzelle und Hydrauliksystem sind durch eine Hutdichtung getrennt, die sich bei einer Volumenvergrößerung einrollt. Durch diese Konstruktion ist die Druckdifferenz zwischen Messzelle und Ölraum praktisch vernachlässigbar. Ein Manometer misst anstelle des Gasdruckes den Öldruck, ohne ein Totvolumen in der Messzelle zu beanspruchen. Bei der Beobachtung der Übergänge von der gasförmigen in die flüssige Phase und umgekehrt kann daher sowohl die Entstehung des ersten Flüssigkeitstropfens wie auch das Verschwinden der letzten Gasblase beobachtet werden.
Die Messzelle ist von einer transparenten Wasserkammer umhüllt. Über einen Umwälzthermostaten lässt sich somit eine konstante Temperatur mit hoher Genauigkeit einstellen, wobei die Temperatur über ein Thermometer abgelesen und kontrolliert werden kann.
Die guten Ablesemöglichkeiten von Volumen, Druck und Temperatur erlauben die Aufnahme von p-V- oder pV-p-Diagrammen ohne großen Aufwand mit qualitativ richtigen Ergebnissen. Mit einer druck- und temperaturabhängigen Volumenkorrektur lassen sich auch quantitativ richtige Ergebnisse erzielen, die einem Vergleich mit Literaturwerten standhalten.
Siehe auch Experiment UE2040300.

Kritische Temperatur: 318,6 K (45,5°C)
Kritischer Druck: 3,76 MPa (37,6 bar)
Kritisches Volumen: 197,4 cm3/Mol
Kritische Dichte: 0,74 g/Mol
Temperaturbereich: 10–60°C
Maximaldruck: 6,0 MPa (60 bar)
Maximalvolumen: 15,7 cm3
Manometerdurchmesser: 160 mm
Bohrung für Temperaturfühler: 6 mm Ø
Anschlüsse für Temperiermittel: 7 mm Ø
Anschluss des Reduzierventils: 1/8 Zoll Ø
Gasanschluss bei Auslieferung: 3,5 mm Ø
Abmessungen: 380 x 200 x 400 mm³
Masse: ca. 7 kg

Hinweis:
Gemäß den Grundsätzen einer „guten Laborpraxis“ ist insbesondere bei regelmäßiger Nutzung des Kritischer-Punkt-Apparates der Gasanschluss über eine feste Rohrleitung zu empfehlen. Bei gelegentlicher Nutzung ist es günstiger, das Testgas aus einem MINICAN®-Gascanister zu entnehmen. Der Gasanschluss einer MINICAN® ist ähnlich aufgebaut wie ein Ventil an einer handelsüblichen Sprühdose, d.h. es öffnet, wenn die MINICAN® direkt auf den Gasan¬schlussstutzen gedrückt wird.

Lieferumfang:
1 Kritischer-Punkt-Apparat gefüllt mit Hydrauliköl (Rizinusöl) jedoch ohne Testgas (SF6), mit montiertem Gasanschlussstutzen für MINICAN®-Gascanister und Schutz für Gasanschluss
1 Öl-Befüll-Vorrichtung
1 Sechskant-Winkelschraubendreher 1,3 mm (für Madenschraube der mitdrehenden Skala)
1 Kunststoffschlauch, 3 mm Innendurchmesser
1 Rohrverschraubung für 1/8" (SW 11)
1 Fettpresse

Zusätzlich erforderlich:
Schwefelhexafluorid SF₆
Zum gelegentlichen Ausgasen oder Nachfüllen des Hydrauliköls erforderlich:
Rizinusöl (1002671)
Leistungsfähige Vakuumpumpe