實驗02液體飽氣壓的測定

1、一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康亩?、實驗原理二、實驗原理三、藥品儀器三、藥品儀器四、實驗步驟四、實驗步驟五、實驗記錄五、實驗記錄六、數(shù)據(jù)處理六、數(shù)據(jù)處理八、注意事項八、注意事項九、思考題九、思考題七、結(jié)果分析與討論七、結(jié)果分析與討論 1.明確液體飽和蒸氣壓的定義，了解純液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系。 2.掌握用靜態(tài)法測定純液體在不同溫度下飽和蒸氣壓的方法，并通過實驗求出所測溫度范圍的平均摩爾汽化熱。 3.熟悉和掌握真空泵和恒溫槽的使用。 在一定的溫度下，純液體與其氣相達成平衡時蒸氣的壓力，稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓。液體的飽和蒸氣壓與液體的性質(zhì)和溫度等因素有關(guān)。純液體的飽和蒸氣壓是隨溫度而改變，當(dāng)溫度

2、升高時，蒸氣壓增大；溫度降低時，則蒸氣壓減小。當(dāng)蒸氣壓與外界壓力相等時，液體便沸騰。我們把外壓為101.325kpa的沸騰溫度定義為液體的正常沸點。 對于任何純物質(zhì)的氣液兩相平衡體系，體系的溫度與飽和蒸氣壓的關(guān)系符合克拉貝龍方程式（clapeyron equation)，即 式中： vapvaph h為該液體的蒸發(fā)熱；為該液體的蒸發(fā)熱； vapvapv v為（為（v vg g-v-vl l）即液相轉(zhuǎn)化為氣相的體積差；）即液相轉(zhuǎn)化為氣相的體積差；vthdtdpvapmvap 因為vg大大于vl，所以，vl可忽略不計。 并假設(shè)蒸氣為理想氣體，且當(dāng)n=1mol時，那么)(pnrtthtvhvthdt

3、dpvapgvapvapvap 式中：p-液體飽和蒸氣壓，pa； t-溫度，k； r-氣體常數(shù)，8.315j/kmol； vapvaph hm m -摩爾蒸發(fā)熱，摩爾蒸發(fā)熱，j/molcrthprthdtpdmvapmvaplnln2 作 關(guān)系直線, 其斜率k為 截距為 平均摩爾蒸發(fā)熱摩爾蒸發(fā)熱vapvaph hm m 即可求得。即可求得。 當(dāng)當(dāng)p=101.324kpap=101.324kpa、k k、c c代入上式，代入上式，即求得正常沸點溫度即求得正常沸點溫度t t。tp1lnrhmvapc 1.動態(tài)法： 常用的有飽和氣流法，即通過一定體積的已被待測溶液所飽和的氣流，用某物質(zhì)完全吸收。然后

4、稱量吸收物質(zhì)增加的質(zhì)量，求出蒸氣的分壓力。 2.靜態(tài)法： 把待測物質(zhì)放在一個封閉體系中，在不同的溫度下，直接測量蒸氣壓或在不同外壓下測定流體的沸點。 本實驗采用靜態(tài)法。1.2xz型旋片式真空泵；2.hlp03a型低真空計（含壓力傳感器）；3.磁力加熱攪拌器；4.7403型電子繼電器；5.接觸溫度計、玻璃溫度計；6.平衡管、緩沖瓶；7.秒表；8.苯（ar）；9.等等。熟悉實驗裝置及抽氣流程檢查平衡管中苯的量是否符合要求打開平衡管的冷凝水檢查系統(tǒng)是否漏氣確定溫度恒溫后開始抽氣放氣平衡讀取數(shù)據(jù)溫度調(diào)高2-3 重復(fù)5-6步，測8-10點數(shù)據(jù)1.熟悉實驗裝置及抽氣流程2.檢查平衡管中苯的量是否符合要求（

5、1）平衡管a球中苯液面高于2/3，u形管中苯液面有1/2高，即能滿足實驗要求。（2）不滿足上述要求，即需重新補加苯的量，至滿足要求為止。（3）如果平衡管中有異物或有顏色（苯為無色），需倒出原液體，用苯清洗平衡管，然后裝苯至滿足要求為止。3.打開平衡管的冷凝水 實驗前先打開平衡管的冷凝水，流量適量即可。（為什么實驗前要先打開平衡管的（為什么實驗前要先打開平衡管的冷凝水？）冷凝水？）4.檢查系統(tǒng)是否漏氣（1）首先熟悉抽氣系統(tǒng)及活塞3（起始處關(guān)閉狀態(tài)）的操作；（2）啟動真空泵，緩慢調(diào)節(jié)活塞3（以形管中的氣泡速度適中為準(zhǔn)）抽氣至60kpa左右，之后關(guān)閉活塞3；（3）打開秒表，5min后，觀測前后壓力變

6、化是否超過100pa，如果沒有即可進入實驗階段，如果超過即檢查各接口，然后重新抽氣檢查。5.確定溫度，恒溫后開始抽氣（1）調(diào)節(jié)接觸溫度計，確定起始溫度（比水溫高1-2即可），同時啟動磁力攪拌器；（2）恒溫后，啟動真空泵，調(diào)節(jié)活塞3 ，保持形管中的氣泡速度適中即可（為什么？）；（3）氣泡速度過快，卻調(diào)節(jié)活塞3 ，緩慢放點空氣抑制氣泡速度過快（為什么？） ；（4）連續(xù)抽氣20min后，卻調(diào)節(jié)活塞3 ，緩慢放點空氣，使形管中的苯左右平衡，即記下壓力和溫度；6.放氣平衡讀取數(shù)據(jù) 連續(xù)抽氣20min后，卻可調(diào)節(jié)活塞3，緩慢放點空氣，使形管中的苯左右平衡，同時記下壓力和溫度；7.調(diào)溫，重復(fù)5-6步實驗（1

7、）調(diào)節(jié)接觸溫度計，溫度調(diào)高2-3，加熱至恒溫（加熱過程中，為什么不能同時抽（加熱過程中，為什么不能同時抽氣？）氣？）；（2）重復(fù)5-6步，測8-10點數(shù)據(jù)；（3）實驗結(jié)束，先關(guān)閉真空泵，調(diào)節(jié)活塞3緩慢放氣，至常壓后再關(guān)閉其它開關(guān)。實驗日期： ；室溫： ；氣壓： pa 溫度t()氣壓p(kpa)1.計算lnp、t-1，p單位為pa, t=273.15+t, lnp取至小數(shù)點后第三位，t-1取四位有效數(shù)字（附表）。2.作lnp-t-1關(guān)系直線圖，計算直線斜率k（附圖）； 3.計算苯的平均摩爾蒸發(fā)熱摩爾蒸發(fā)熱vapvaph hm m；4.確定直線截距c；5.計算標(biāo)準(zhǔn)壓力下苯的正常沸點tb。t(k)t

8、-1lnpp單位為pa， t=273.15+t2121xxyyk斜率x1x20y1y2abt-1(1/k)lnp(pa)rhkmvapkrhmvaprthpccrthpmvapmvaplnln取任意一點（lnp和t-1），代入上式即求出c值。 取標(biāo)準(zhǔn)壓力（p=101.325kpa）代入下式，即可求出苯的正常沸點tb值。crthpmvapln 苯在標(biāo)準(zhǔn)壓力下， 正常沸點tb=80.10 平均摩爾蒸發(fā)熱平均摩爾蒸發(fā)熱vapvaph hm m =30.765kj/mol=30.765kj/mol 要求要求: : logplogpt-1線性關(guān)系的相關(guān)系效線性關(guān)系的相關(guān)系效r r0.9990.999。在實驗溫度范圍內(nèi)得出平均摩爾蒸發(fā)熱和在實驗溫度范圍內(nèi)得出平均摩爾蒸發(fā)熱和正常沸點與文獻值對照，其相對誤差應(yīng)在正常沸點與文獻值對照，其相對誤差應(yīng)在2 2以內(nèi)。以內(nèi)。結(jié)果：實測值為t tb b= = vapvaph hm m= =計算實驗偏差：分析產(chǎn)生偏差的原因：有何建議與想法？1.檢查球形、形管中苯的量是否符合要求；2.檢查系統(tǒng)是否漏氣：抽至壓力小于60kpa以下；3.利用3閥控制形管中氣泡上升的速度；4.加熱時，請不要抽氣；5.實驗結(jié)束后，向平衡管通入大氣時的速度也要緩慢。1.靜態(tài)法測蒸氣壓的原理是什