液体饱和蒸汽压的测定.doc

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1、实验一液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1.掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。2.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义。3.了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。二、实验原理通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压

2、等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为101.325kPa时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：(1)式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：(2)其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对1/T作图，应为一直线，直线的斜率为，由斜率可求算液体的ΔvapHm。静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一

3、般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，1有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图2-3-1所示：平衡管由A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。三、仪器试剂恒温水浴1套；平衡管1只；压力计1台；真空泵及附件等。纯水；无水乙醇(A.R.)

4、或乙酸乙酯(A.R.)。图2-3-1液体饱和蒸气压测定装置图1-平衡管；2-搅拌器；3-温度计；4-缓冲瓶；5-恒温水浴；6-三通活塞；7-直通活塞四、实验步骤1.装置仪器将待测液体装入平衡管，A球约2/3体积，B和C球各1/2体积，然后按图装妥各部分。2.系统气密性检查关闭直通活塞7，旋转三通活塞6使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计显示压差为53kPa(400mmHg)时，旋转三通活塞6停止系统抽气，使真空泵与大气相通。观察压力计的示数，如果压力计的示数能在3～5min内维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查，消除漏气原因。3.排除AB弯管空间内的

5、空气将恒温槽温度调至比室温高3℃，接通冷凝水，抽气降压至液体轻微沸腾，2此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3～5min，可认为空气被排除干净。4.饱和蒸气压的测定当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转直通活塞7缓缓放入空气，直至B、C管中液面平齐，关闭直通活塞7，记录温度与压力。然后，将恒温槽温度升高3℃，当待测液体再次沸腾，体系温度恒定后，放入空气使B、C管液面再次平齐，记录温度和压力。依次测定，共测8个值。五、注意事项减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。抽气速度要合适，必须防止平衡管内液体沸腾过剧，致使B管内液体快速蒸发。实验过

6、程中，必须充分排除净AB弯管空间中全部空气，使B管液面上空只含液体的蒸气分子。AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。测定中，打开进空气活塞时，切不可太快，以免空气倒灌入AB弯管的空间中。如果发生倒灌，则必须重新排除空气。温度计读数须作露茎校正。六、数据处理1.数据记录表自行设计数据记录表，包括室温、大气压、实验温度、温度计露茎校正值及对应的压力差等。室温气压(毫米汞柱)T(℃)T(K)1/TP(Pa)P(Pa)Lnp2.绘出被测液体的蒸气压－温度曲线，并求出指定温度下的温度系数dp/dT。3.以lnp对1/T作图，求出直线的斜率，并由斜率算出

7、此温度范围内水的平均摩尔气化热ΔvapHm，由图求算纯液体的正常沸点。3七、讨论与质疑用降温法测定不同温度下纯液体饱和蒸气压的方法如下：接通冷凝水，调节三通活塞使系统降压13kPa，加热水浴至沸腾，此时A管中的待测液体部分气化，其蒸气夹带AB弯管内的空气一起从C管液面逸出，继续维持10min以上，以保证彻底驱尽AB弯管内的空气。停止加热，控制水浴冷却速度在1℃/min内，此时待测液体的蒸气压(即B管上空的压力)随温度下降而逐渐降低，待降至与C管的压力相等时，则B、C两管液面应平齐，立即记下此瞬间的温度（精确至1/100℃）和压力计之压力，同时读取辅助