液體飽蒸氣壓測定

1、實驗報告課程名稱：實驗名稱：大學化學實驗（P）液體飽和蒸氣壓的測定指導老師：實驗種類：測量型實驗成績：_同組學生姓名：無【實驗目的】學習測定液體飽和蒸氣壓的方法，認識蒸氣壓數(shù)據(jù)的應用。熟悉溫度計的露莖校正方法。用動向法測量不相同溫度下水的飽和蒸氣壓?！緦嶒炘怼吭谀骋粶囟认?，關閉系統(tǒng)中的液體，有動能較大的分子從液相跑到氣相，也有動能較小的分子由氣相回到液相，當二者速率相等時，就達到了動向平衡。此時，氣相中的蒸氣密度不再改變，所以擁有必然的飽和蒸氣壓。當液體飽和蒸氣壓與液體上方的壓力相等時，液體就會沸騰，此時的溫度就是沸點。純液體和定組成溶液的飽和蒸氣壓是溫度的單值函數(shù)（自由度f=1），蒸氣壓p

2、隨溫度T的變化可用Clausius-Clapeyron方程表示裝dlnpvapHmdTRT2訂式中：vapHm是液體的摩爾氣化焓；R是摩爾氣體常量。線假設vapHm與溫度沒關，積分式有l(wèi)npvapHmCRT式中：C是積分常數(shù)，與壓力p的單位選擇相關。若以lnp對1/T作圖得素來線，由直線的斜率能夠求出該液體的摩爾氣化焓，實現(xiàn)由易測數(shù)據(jù)求算難測量數(shù)據(jù)（蒸發(fā)焓和蒸發(fā)熵）的目的，這正是熱力學原理起作用的重要方面。相平衡計算和工業(yè)應用中常用Antoine方程描述飽和蒸氣壓與溫度的關系lnpBACT式中：A，B，C均為Antoine常量。此時能夠估計不相同溫度時的摩爾氣化焓平和化熵BRT2vapHmC)

3、2(TvapSmvapHmBRTT(TC)2【試劑與儀器】儀器沸點計1臺；數(shù)字式真空測壓儀1臺；真空泵及附件1套；氣壓計1套；放大鏡1只；溫度計（分度值和1）各一支。試劑蒸餾水【實驗步驟】檢漏：檢查旋塞地址并使系統(tǒng)與真空泵相連接，開動真空泵，抽氣至系統(tǒng)達到必然的真空度后，關閉旋塞停止抽氣，檢查系統(tǒng)可否漏氣。幾分鐘后，若數(shù)字式低真空測壓儀讀數(shù)基本不變，則表示系統(tǒng)不漏氣。若有漏氣，則應從泵至系統(tǒng)分段檢查，并用真空油脂封住漏口，直至不漏為止。測量。檢漏后，通冷卻水至回流冷凝器。慢慢調(diào)治變壓器使沸點儀中的加熱絲變紅，至液體沸騰。沸騰時若測量溫度計上水銀柱讀數(shù)還在系統(tǒng)內(nèi)，應緩慢放入少許空氣，系統(tǒng)內(nèi)壓力增

4、加，直到水銀柱讀數(shù)露出沸點儀外合適讀數(shù)為止。待溫度恒定后，記下測量溫度計、輔助溫度計及壓力計讀數(shù)。再次測量。調(diào)治旋塞放入空氣少許，使系統(tǒng)內(nèi)溫度增加若干。同理測定溫度和壓力數(shù)據(jù)，連續(xù)測量1012組數(shù)據(jù)，直至與大氣完好相通。（溫度平均分布）調(diào)治氣壓計，讀取當時大氣壓?！緮?shù)據(jù)記錄與辦理】實驗數(shù)據(jù)校正。室溫：；大氣壓：。（1）室內(nèi)大氣壓力校正（室溫，杭州緯度30，海拔10m）。大氣壓力p=（-）kpa=（2）溫度計露莖校正（測量溫度計至以上部分露出）。校正公式t=t1+h（t1-t2）裝t1為測量溫度計讀數(shù)；t2為輔助溫度計讀數(shù)；h為測量溫度計露出部分高度（以表示）h=t1；水銀相對玻璃的膨脹系數(shù)。訂

5、表1純水在不相同溫度下的飽和蒸氣壓測量數(shù)據(jù)測壓儀蒸氣壓測量溫度輔助溫度校正溫度校正溫度1/103K1lnp讀數(shù)/kpap/kpat1/t2/t/線T/KT0測量值與文件值的比較。表2水在不相同溫度下的飽和蒸氣壓文件值溫度/77798183858789蒸氣壓/kpa表2水在不相同溫度下的飽和蒸氣壓文件值溫度/9193959799101數(shù)據(jù)本源：浙江大學化學系主編,中級化學實驗,北京:科學初版社,2005,P388。蒸氣壓/kpa圖1水在不相同溫度下的飽和蒸氣壓測量值與文件值的pT曲線比較lnp1/T的圖線。4.水在實驗溫度范圍內(nèi)的摩爾氣化焓vapHm的計算。依照lnp1/T的關系圖，該直線的斜率

6、為103則-vapHm/R=103vapHm=310310J/mol=J/mol=mol查閱資料知水在80100的摩爾氣化焓vapHm約為+/2kJ/mol=kJ/mol相對誤差=|/=%5.依照vapHm計算水在不相同溫度下的氣化熵vapSm。（vapSmvapHm）T表3水在不相同溫度下的氣化熵計算值溫度t/768084889296100溫度T/K氣化熵/Jmol-1Trouton規(guī)則：即對于多數(shù)非極性液體，摩爾蒸發(fā)焓與常壓下沸點之間有以下近似的定量關系vapHm1Tb85Jmol顯然，本次實驗所測得的100水的氣化熵為Jmol-1，與Trouton規(guī)則存在較大誤差，所以我們能夠猜想水是極

7、性液體。6.用Antoine方程描述飽和蒸氣壓與溫度的關系BlnpATC裝7.將lnp-T曲線進行擬合圖3lnpT的Antoine方程擬合曲線訂線獲取Antoine常量A=；B=3050；C=由此能夠通lnp1/(T-C)圖線表現(xiàn)其線性關系圖4lnp1/(T-C)的Antoine方程擬合圖線數(shù)據(jù)本源：浙江大學化學系主編,中級化學實驗,北京:科學初版社,2005,P387。依照Antoine方程估計不相同實驗溫度下的摩爾氣化焓平和化熵Antoine常量A=；B=3050；C=BRT2vapSmvapHmBRTvapHmC)2T(TC)2(T表4水在不相同實驗溫度下的飽和蒸氣壓、氣化焓與氣化熵（A

8、ntoine方程值）序號實驗溫度t/實驗溫度T/蒸氣壓/kpa氣化焓/氣化熵kJmol-1/Jmol-11234567891011121314【解析與談論】數(shù)據(jù)及誤差解析（1）依照圖1水在不相同溫度下的飽和蒸氣壓測量值與文件值的pT曲線十分切合，蒸氣壓隨溫度高升而增大的趨勢基真相同（2）依照圖2lnp1/T的關系圖線，實驗中l(wèi)np1/T的線性關系十分顯然，相關程度很高，求得的水的摩爾氣化焓與文件數(shù)值對照，誤差較小僅為%，誤差產(chǎn)生的原因可能有：實驗過程中，室內(nèi)溫度平和壓的顛簸變化比較顯然。即使對室內(nèi)大氣壓和水銀溫度計露莖溫度進行校正，依舊不能夠消除影響。較好的方法是，對實驗開始和結束時的溫度平和壓分別進行測量，求取平均值能夠減小實驗誤差。Clausius-Clapeyron方程實質(zhì)是Clapeyron方程的簡化，其假設條件是所研究系統(tǒng)為純物質(zhì)的氣-液兩相平衡系統(tǒng)，忽略液體體積并假設水蒸氣為理想氣體；而在本實驗中，為了簡化成線性方程來辦理又將摩爾氣化焓視作常數(shù)。這