實驗四 純液體飽和蒸氣壓的測量

1、實驗四 純液體飽和蒸氣壓的測量目的要求】 · 用平衡管測定不同溫度下液體的飽和蒸氣壓。 · 了解純液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系?？藙谛匏?克拉貝龍(Clausius-Clapeyron)方程式的意義，并學會由圖解法求其平均摩爾氣化熱和正常沸點。預習要求：1.掌握用靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓的操作方法。 2.了解真空泵、恒溫槽、氣壓計的使用及注意事項。3.掌握水銀溫度計的露莖校正方法?！净驹怼?在通常溫度下(距離臨界溫度較遠時)，純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸發(fā)一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。 液體的蒸氣壓隨

2、溫度而變化，溫度升高時，蒸氣壓增大;溫度降低時，蒸氣壓降低，這主要與分子的動能有關(guān)。當蒸氣壓等于外界壓力時，液體便沸騰，此時的溫度稱為沸點，外壓不同時，液體沸點將相應改變，當外壓為p? (101.325kPa）時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。 液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示: （1）式中，R為摩爾氣體常數(shù);T為熱力學溫度;vapHm為在溫度T時純液體的摩爾氣化熱。 假定vapHm與溫度無關(guān)，或因溫度范圍較小，vapHm可以近似作為常數(shù)，積分上式，得: （） 其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以lnp對 1/T 作圖，應為一直線，直線的斜率為 vapHm

3、/R ，由斜率可求算液體的vapHm。 測定液體飽和蒸氣壓的方法很多。本實驗采用靜態(tài)法，是指在某一溫度下，直接測量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。實驗所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測定裝置，如圖所示。 純液體飽和蒸氣壓測定裝置圖平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管5，以橡皮管與壓力計相連。A內(nèi)裝待測液體，當A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時，則表示B管液面上的(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時，體系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點。用當時的大氣壓減去壓力計兩水銀面的高度差，即為該溫度下液體的飽和蒸氣壓。 【

4、儀器和試劑】 1.儀器 純液體飽和蒸氣壓測定裝置1套; 放大鏡(×5)1只; 直尺1把。 2.藥品 蒸餾水; 苯、乙醇或乙酸乙酯。 【實驗步驟】、 將苯放入等壓計、間的形管中 吹干球（排空氣）、 冷卻 苯吸入球（量）重復幾次、 按上面圖連接設備、 檢查系統(tǒng)氣密性、 排除和間空氣并測定大氣壓力下的沸點接通冷凝管旋轉(zhuǎn)三通使通大氣加熱水浴并攪拌 苯沸騰分鐘后停、液面平時記下水浴溫度和讀取氣壓數(shù)重復進行，直到兩次結(jié)果一致完成后，并閉三通，斷絕與大氣相通、 測定不同溫度下苯的飽和蒸氣壓 三通于真空泵降壓cm液體沸騰冷卻攪拌、液面平時記下水浴溫度和讀取氣壓數(shù)重復上面操作，每次降壓cm，一直到溫度

5、為度。【數(shù)據(jù)記錄與處理】 、自行設計實驗數(shù)據(jù)記錄表，正確記錄全套原始數(shù)據(jù)并可填入演算結(jié)果。、溫度的正確測量是本實驗的關(guān)鍵之一。溫度計必須作露莖校正。、以蒸氣呀p*對溫度T作圖。 、由p*T曲線均勻讀取10個點，列出相應的數(shù)據(jù)表，然后繪出lnp*對1/T的直線圖。由直線斜率計算出被測液體在實驗溫度區(qū)間內(nèi)的平均摩爾氣化熱。、由曲線求得樣品的正常沸點，并與文獻值比較?！舅伎寂c討論】用此裝置，可以很方便地研究各種液體，如苯，二氯已烯，四氯化碳，水，正丙醇，異丙醇，丙酮和乙醇等，這些液體中很多是易燃的，在加熱時應該注意什么問題。【注意事項】、減壓系統(tǒng)不能漏氣，否則抽氣時達不到本實驗要求的真空度。 、必須

6、充分排除凈彎管空間中全部空氣，使球液面上空只含液體的蒸氣分子。等壓計必須全部放置于恒溫水浴中的水面以下，否則其溫度與水浴溫度不同。 、降壓時動作要敏捷、讀數(shù)要求準確【目的要求】 · 用平衡管測定不同溫度下液體的飽和蒸氣壓。 · 了解純液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系?？藙谛匏?克拉貝龍(Clausius-Clapeyron)方程式的意義，并學會由圖解法求其平均摩爾氣化熱和正常沸點。預習要求：1.掌握用靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓的操作方法。 2.了解真空泵、恒溫槽、氣壓計的使用及注意事項。3.掌握水銀溫度計的露莖校正方法?！净驹怼?在通常溫度下(距離臨界溫度較遠時)，純液體與其

7、蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸發(fā)一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。 液體的蒸氣壓隨溫度而變化，溫度升高時，蒸氣壓增大;溫度降低時，蒸氣壓降低，這主要與分子的動能有關(guān)。當蒸氣壓等于外界壓力時，液體便沸騰，此時的溫度稱為沸點，外壓不同時，液體沸點將相應改變，當外壓為p? (101.325kPa）時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。 液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示: （1）式中，R為摩爾氣體常數(shù);T為熱力學溫度;vapHm為在溫度T時純液體的摩爾氣化熱。 假定vapHm與溫度無關(guān)，或因溫度范圍較小，vapHm可以近似作

8、為常數(shù)，積分上式，得: （） 其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以lnp對 1/T 作圖，應為一直線，直線的斜率為 vapHm/R ，由斜率可求算液體的vapHm。 測定液體飽和蒸氣壓的方法很多。本實驗采用靜態(tài)法，是指在某一溫度下，直接測量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。實驗所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測定裝置，如圖所示。 純液體飽和蒸氣壓測定裝置圖平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管5，以橡皮管與壓力計相連。A內(nèi)裝待測液體，當A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時，則表示B管液面上的(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓

9、相等。此時，體系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點。用當時的大氣壓減去壓力計兩水銀面的高度差，即為該溫度下液體的飽和蒸氣壓。 【儀器和試劑】 1.儀器 純液體飽和蒸氣壓測定裝置1套; 放大鏡(×5)1只; 直尺1把。 2.藥品 蒸餾水; 苯、乙醇或乙酸乙酯。 【實驗步驟】、 將苯放入等壓計、間的形管中 吹干球（排空氣）、 冷卻 苯吸入球（量）重復幾次、 按上面圖連接設備、 檢查系統(tǒng)氣密性、 排除和間空氣并測定大氣壓力下的沸點接通冷凝管旋轉(zhuǎn)三通使通大氣加熱水浴并攪拌 苯沸騰分鐘后停、液面平時記下水浴溫度和讀取氣壓數(shù)重復進行，直到兩次結(jié)果一致完成后，并閉三通，斷絕與大氣相通、 測定不同溫度下苯的飽和蒸氣壓 三通于真空泵降壓cm液體沸騰冷卻攪拌、液面平時記下水浴溫度和讀取氣壓數(shù)重復上面操作，每次降壓cm，一直到溫度為度?！緮?shù)據(jù)記錄與處理】 、自行設計實驗數(shù)據(jù)記錄表，正確記錄全套原始數(shù)據(jù)并可填入演算結(jié)果。、溫度的正確測量是本實驗的關(guān)鍵之一。溫度計必須作露莖校正。、以蒸氣呀p*對溫度T作圖。 、由p*T曲線均勻讀取10個點，列出相應的數(shù)據(jù)表，然后繪出lnp*對1/T的直線圖。由直線斜率計算出被測液體在實驗溫度區(qū)間內(nèi)的平均摩爾氣化熱。、由曲線求得樣品的正常沸點，并與文獻值比較?！舅伎寂c討論】用此裝置，可以很方便地研究各種液體，如苯，二氯已烯，四氯化碳，水，正丙醇