液体的饱和蒸气压与温度关系ppt.ppt

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1、实验三液体的饱和蒸气压与温度关系水的饱和蒸气压与温度的关系一、实验目的1．学习动态法测定液体饱和蒸气压与温度的关系。2．用等压计测定在不同温度下乙醇的饱和蒸气压。3．使用克劳修斯-克拉佩龙关系式计算水的气化热。4．掌握气压计、U型管压差计的使用方法和真空泵的使用。5．学习MATLAB处理实验数据。二、基本原理饱和蒸气压在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力P系统＝P外液体沸腾外压不同时液体的沸点也就不同。外压为1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯一克拉贝龙方程式表示:（3-1）式中：p为

2、液体在温度T时的饱和蒸气压；T为绝对温度；ΔH气为液体摩尔气化热（J.mol-1）；式中常数，积分常数，此数与压力P的单位有关。由（3-3）式可知，若用lgP对1/T作图应得一直线，斜率为。在温度较小的变化范围内，ΔH气可视为常数，积分（3－1）式可得：（3-2）（3-3）由图解法求得直线的斜率即可由此得到液体的摩尔气化热（J.mol-1）：ΔH气=-2.303Rm(3-4)测定液体饱和蒸气压的方法主要有以下三种：1．饱和气流法2．静态法3．动态法准确性较高不适合于高温对温度的控制要求不高适合沸点低于100℃的液体不易达到饱和，测定值偏

3、低主要用来测定蒸气压下降三、仪器和试剂调压器（1kVA）1台电热套（300~500W）1个，U形汞压力计1个（现在采用电子式）真空泵及附件1套，四、实验步骤1．准确读取实验时的大气压，实验结束时再读取一次，取平均值。2．先用洗液清洗三颈瓶，再用自来水冲洗，最后用蒸馏水洗两次。瓶内加约1/2的蒸馏水，加入少许沸石。测温的温度计头用纱布包裹，部分浸入水中。用橡皮筋将测环境温度的温度计与测体系温度的温度计绑在一起，但要能移动，作露茎校正。3．系统检漏：启动真空泵，系统减压400-500mmHg后，关闭真空泵，5分钟后系统压力不发生变化，则属正

4、常。否则，检查各连接处是否漏气，可用少许真空酯涂在该处。4．测定水在不同外压下沸腾的温度：启动真空泵，让体系压力低于环境压力约300-400mmHg左右。加热，让水平稳地沸腾，调整测露茎的温度计水银球于测体系温度的温度计汞柱露出部分的中部。隔2-3分钟读数，两次读数基本没有变化时,记录t观和t环，同时记录压差计的读数。降低体系与环境的压差约20-30mmHg，同样测定。直到体系与环境无压差，测定不少于10次。五、数据处理1．数据记录被测液体室温大气压：开始读数结束读数平均值温度值压力值t(观)t环t校1/Th左h右Δhplnp2．绘p~

5、T图3．绘lnp~1/T图，求ΔH气化4．求水的正常沸点。本实验也可以测定其他各种纯液体，如乙醇、丙酮等的蒸气压和平均摩尔气化热。六．实验注意事项1． 温度计的水银球部分侵入溶液中，对温度计读数做露茎校正。2．U形汞压力计做温度校正，校正至0℃时的读数。3． 保证系统的气密性。4． 数据处理过程中注意“bar”和“mmHg”的换算。温度计的校正水银温度计-350C～3600C。Ne或Ar等惰性气体7500C-600CTlT1露茎校正：所谓露茎是指温度计未浸入被测体系的部分。由于其所处的环境温度的不同，所示值需要进行校正。Δt=kl(t观

6、-t环)k=0.000157是水银对玻棒的相对膨胀系数；t观是测量温度计的读数；t环是附在测量温度计上的辅助温度计的读数；l是测量温度计水银柱露在空气中的部分的刻度长度。t环t观t校=t观+Δtlnp和1/T的计算p=[(p1+p2)/2-(pr-pl)]/760*101325(Pa)T=t+(t-t0)*(t-L0)*0.000157+273.2(K)式中:pr-pl为U型压差计两边Hg高差t-t0体系与环境的温差t-L0为“露茎”长度用Matlab处理数据实验开始时气压计读数：p1（mmHg）实验结束时气压计读数：p2（mmHg）左

7、汞高：pl(mmHg)右汞高：pr(mmHg)观测温度：t(℃)露茎起点：L0(℃)环境温度(露茎中部温度)：t0(℃)1、压力数据输入和计算：p1=743p2=746p0=(p1+p2)/2pr=[………..]pl=[……….]p1=log((p0-(pr-pl))/760*101325)2、温度数据输入与计算t=[…………]t0=[………..]L0=<>T=t+(t-t0).*(t-L0)*0.000157+273.2T1=1./T3、lnp与1/T的关系拟合F=polyfit(T1,p1,1)得到F的两个值：F(1)是斜率，F(2

8、)是截距即是：lnp=F(1)*(1/T)+F(2)可求得：ΔH=-F(1)*8.3144、绘图p2=polyval(F,T1);plot(T1,p2,T1,p1,’+’);title(‘水的饱和蒸气压与温