物化实验液体饱和蒸汽压的测定

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1、实验五液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与要求：对液体饱和蒸汽系作实验上的研究。根据建立起的经验方程式，求算液体的平均摩尔汽化热。饱和蒸汽压与温度的关系二、预习要求：1.明确蒸气压、止常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的棊本原理。2.了解真空泵、气压计的使用及注意事项。3.了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。三、实验原理：在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。它们的关系可用克拉贝龙〜克劳修斯方程表示：dlnp/dTt=AvapHm/RT2(1)AH

2、m：摩尔汽化热(J・m(『)R：气体常数(8.314J・mof'•K_1)若温度改变的区间不大，AhnJ视为为常数(实际上AH与温度有关)。积分上式得：lnp=A-AHm/RT(2)或logP二A-B/T(3)常数A二A'/2.303,B=AvapHm/2.303RT。⑶式表明logP与1/T有线性关系。作图可得一宜线，斜率为一B。因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热AHmo△Hm=2.303RB(4)当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。在图上，也可以求出液体的正常沸点。液体饱和蒸汽压的测量方

3、法主要有三种:1.静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。2.动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。3.饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使Z能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。本实验利用笫二种方法。此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。四、仪器和药品：液体饱和蒸汽测定仪1套，抽气泵1台，福廷式压力计1支，加热电炉1个，搅拌马达1台，l/10°C温度计2支。五、装置简介：图1中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。冷凝管与U形

4、压力136减斥部分4计6和缓冲瓶7相接。在缓冲瓶7和安全瓶11Z间，接一活塞9,用来调节测量体系的压力。安全瓶屮的负压通过真空泵抽真空来实现。安全瓶和真空泵之间有一三通阀，通过它可以正确地操作真空泵的启动和关闭。A球中装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸汽，并几当B管与C管的液面处于同一水平时，表示B管液而上的蒸汽压（即A球面上的蒸汽压）与加在C管液面上的外压相等。此时体系汽液两和平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。用当时读得的人气压减去压差计两水银林的高度差，即为该温度下液体的饱和蒸汽压。平衡部分压力计图1纯液体饱和蒸汽压测定装置图1-盛水大烧杯；2-

5、温度计（分度值为0.1°）；3-搅拌；4-平衡管；5-冷凝管；6-开口U形水银压力计；7-具有保护罩的缓冲瓶；8-进气活塞；9-抽气活塞:10-放空活塞:11-安全瓶；12、13■橡皮管；14■三通活塞六、实验步骤：1.熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日人气压。2.取下平衡管4,洗净、烘T,装入待测液。使A球内有2/3体积的液体。并在B,C管屮也加入适量液体，将平衡管接在冷凝管的下端。平衡管中液体的装法有两种：一是把A管烘烤，赶走空气，迅速在C管屮加入液体，冷却A管，把液体吸入。二是将C管屮加入液体，将平衡管与一水泵相连接，抽

6、气，并突然与水泵断开，让C管的水流入A管。3.系统检漏：管闭活塞8和9,将三通活塞14旋转至与大气相通，关闭活塞10,插上真空泵电源，启动真空泵，将活塞14再转至与安全瓶11和通，抽气5分钟，再将活塞14旋至与大气相通，拔掉真空泵电源，停止抽气。这样做是为了防止真空泵汕倒吸。用活塞9调节缓冲瓶的真空度，使U形压力计两臂水银柱高低差为2—40毫米，关闭活塞9。仔细观察压力计两臂的高度，在10分钟内不变化，证明不漏气，可开始做实验。否则应该认真检查各接口，直到不漏气为止。4.不同温度下液体饱和蒸汽压的测定：A.将平衡管浸入盛有蒸镉水的大烧杯中，并使其全部浸没在液体中

7、。插上电炉加热，同时开冷却水，开启搅拌马达，使水浴中的水温度均匀。B.关闭活塞9,使活塞8与大气相通。此时平衡管，压力计，缓冲瓶处于开放状态。将活塞14通大气，插真空泵电源抽气，把活塞14旋转至与安全瓶相通，抽5分钟，再将活塞14通大气。拔下电源，此时安全瓶内为负压，待用。A.随着水浴屮液体的温度的不断升高，A球上面的待测液体的蒸汽压逐渐增加，使C管屮逐渐冇气泡逸出。木实验所测的液体为纯净的水，所以待测水浴中的水沸腾后仍盂继续煮沸5・10分钟，把A球屮的空气充分赶净，使待测水上血全部为纯液体的蒸汽。停止加热，让水浴温度在搅拌中缓缓下降，C管中的气泡逐渐减少直至消

8、失，液血开始下降，B管液