2025年探究液體飽和蒸氣壓的實(shí)驗(yàn)測量方法

1.明確純液體飽和蒸汽壓和蒸汽壓的概念及其與溫度的關(guān)系，加深對勞修斯-克拉貝龍2.掌握靜態(tài)法測定純液體飽和蒸汽壓的原理及措施，并學(xué)會用圖解法求純液體的平均并學(xué)會3.理解數(shù)字式低真空側(cè)壓儀=,熟悉常用的氣壓計(jì)的使用及校正的措施，初步掌握真空試驗(yàn)技在一定溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí)),純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)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)一摩爾液體所吸取的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。液體的由此式可以看出，以作圖，應(yīng)為一直線，直線的斜率為,由斜率可求算液體的△vapH=-Rm當(dāng)液體的飽和蒸汽壓登月外界壓力時(shí)，液體測定液體飽和蒸氣壓的措施諸多。本試驗(yàn)采用靜態(tài)法，是指在某一溫度下，直接測量飽和蒸氣所示。平衡管由A球和U型管B、C構(gòu)成。平衡管上接一冷凝管5,以橡皮管與壓力計(jì)相連。A內(nèi)裝待測液體，當(dāng)A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處在同一水平時(shí)，則表達(dá)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(shí)，體系氣液兩相平衡的溫度稱為氣壓。四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)(這部分已由老師裝置完畢)檢查U形管兩邊處在同一水平，水面靠近B球底部位置。如在3分鐘內(nèi)示數(shù)維持不變，則表明系統(tǒng)不漏氣。否則應(yīng)逐段檢查裝置每個(gè)部分，消除漏氣原因。3.排除管內(nèi)的空氣先將恒溫槽溫度調(diào)至40℃接通冷凝水，抽氣降壓至液體輕微沸騰，此時(shí)彎管內(nèi)的空氣不停隨蒸氣管逸出(速度不適宜過快，若過快可合適打開漏入空氣，但不應(yīng)使空氣倒灌),如此沸騰3分鐘，4.飽和蒸氣壓的測定當(dāng)空氣被排除潔凈，且體系溫度恒定后，打開直通活塞緩緩放入空氣(切不可太快，以免空氣倒灌入彎管中，假如發(fā)生空氣倒灌，則須重新排除立即記錄此時(shí)的溫度與壓力差(假如放入空氣過多，C管中液面低于B管的液面，須再緩慢抽氣，再調(diào)平齊)。然后，將恒溫槽溫度升高5℃,因溫度升高后，液體的飽和蒸氣壓增大，液體會不停沸騰。為了防止B、C管中液體大量蒸發(fā)，應(yīng)隨時(shí)打開直通活塞緩緩放入少許空氣，保持C管中液面相對安靜。當(dāng)體系溫度恒定后，再次放入空氣使B、C管液面平齊，記錄溫度和壓差。然后依次每升高5℃,測定一次壓差，總共測7個(gè)值。五、試驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)處理室溫：24.4℃氣壓計(jì)讀數(shù)：102.600kPa校正后壓強(qiáng)102.217kPa次數(shù)溫度t/℃1234567△aH相對誤差E=(41.04-40.63)/40.63×100%=1.01%六、討論與思索1、根據(jù)測量數(shù)據(jù)，將校正壓力p取對數(shù)值lnp作為縱坐標(biāo)，以開氏溫度倒數(shù)1/T作為橫坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖。由出lnp-1/T關(guān)系圖可以看出，直線有關(guān)性較高，線性很好，因而斜率m較為精確，可2、試驗(yàn)過程中，進(jìn)行了兩次。第一次試驗(yàn)相對失敗，由于在空氣漏入時(shí)沒有控制得當(dāng)，導(dǎo)致U形管中過多的水倒灌入A球，以至于U形管液面過低難以讀數(shù)，且空氣進(jìn)入館內(nèi)，氣密性受到影響，試驗(yàn)不能進(jìn)行下去。3、在更換了儀器之后，重新開始進(jìn)行試驗(yàn)。后續(xù)進(jìn)行較為順利。但在U形管調(diào)整過程中，難以控制恰好兩邊平衡，且平衡后因A球內(nèi)水繼續(xù)沸騰液面仍然會出現(xiàn)差值。故試驗(yàn)中在調(diào)整時(shí)合適預(yù)留液面差，待A球內(nèi)沸騰后漸漸平衡液面差，則左右液面恰好靠近持平。通過多次試驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握了該措施后試驗(yàn)速度較快提高。4、參見數(shù)據(jù)。純水的平均摩爾汽化熱比文獻(xiàn)值要略高，重要原由于該參數(shù)是溫度的函數(shù)，伴隨溫度變化而變化。試驗(yàn)平均溫度約55.1℃,比原定平均溫度55℃,因此比文獻(xiàn)值略高。而正常沸點(diǎn)是在101.325kPa下，而本次試驗(yàn)的大氣壓校正后較原則大氣壓偏大，因此測得沸點(diǎn)較文獻(xiàn)值高。1、什么是液體的飽和蒸汽壓?什么叫正常沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)與外壓有何關(guān)系?在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處在相平衡的蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣壓；在外壓為一種大氣壓的時(shí)候液體的沸點(diǎn)稱為正常沸點(diǎn)；液體沸點(diǎn)伴隨外壓增大而增大。2、本試驗(yàn)措施能否用于測定其他溶液的蒸汽壓?為何?視詳細(xì)狀況而定，一般不可以。由于溶液濃度伴隨溶劑的蒸發(fā)而增大，蒸汽壓也因此變化，故難以測量精確。3、等壓計(jì)U形管液體有什么作用?冷凝器有什么作用?U形管中液體可以用于指示管內(nèi)蒸汽壓與外壓平衡的指標(biāo)，用于等效測量管內(nèi)氣壓；用于冷凝蒸汽，防止蒸汽被抽入真空泵中。4、怎樣從數(shù)字式低真空測壓儀示數(shù)得出純液體飽和蒸汽壓?通過U形管兩邊持平，等效地讀出外壓即等于液體飽和蒸汽壓。5、能否在加熱狀況下檢查與否漏氣?不能。加熱過程中溫度不能恒定，氣-液兩相不能到達(dá)平衡，壓力也不恒定6、試驗(yàn)中為何要防止空氣倒灌?若發(fā)生倒灌則管內(nèi)不再是純液體的蒸汽，測量的將不是純液體蒸汽壓。7、試驗(yàn)時(shí)抽氣和漏入空氣的速度應(yīng)怎樣控制?為何?不管抽氣還是漏入空氣都應(yīng)當(dāng)盡量地慢，防止氣壓變化過大在管中變化過于明顯，導(dǎo)致出現(xiàn)倒灌或者爆沸的現(xiàn)象8、試驗(yàn)時(shí)大燒杯中的水為何一定要沉沒等壓計(jì)的U形管?保證整個(gè)體系處在同一恒溫狀態(tài)，使得U形管左右兩邊溫度相等，才能用外壓等效處理為U形管內(nèi)飽和蒸汽壓強(qiáng)。雷諾校正：消除體系與環(huán)境間存在熱互換導(dǎo)致的對體系溫度變化的影響。1.室溫、樣品質(zhì)量和剩余燃燒絲質(zhì)量物質(zhì)點(diǎn)火絲/g苯甲酸(1)萘苯甲酸(2)2、熱計(jì)常數(shù)C計(jì)算由圖得：苯甲酸(1)△T=1.083533℃苯甲酸(2)△T=0.7907℃苯甲酸恒容摩爾燃燒熱為-3226.9kj/由Qv=Qp-△nRT=>Qv=-3.223、萘的恒容燃燒熱Qv,m及恒壓燃燒熱Qp,m計(jì)算解得Qv=-5190.669045KJ/mol故相對誤差為：0.812%七、分析與討論1、本次試驗(yàn)中，氧彈卡計(jì)絕熱性能一般，通過雷諾校正后校正值與測量值有較大差異。而雷諾校正2、在試驗(yàn)過程中，尤其在進(jìn)行苯甲酸的壓片過程，由于苯甲酸晶體構(gòu)造較為難以壓實(shí)，有相稱部分3、本次試驗(yàn)測得恒壓摩爾燃燒熱(即反應(yīng)焓)的數(shù)據(jù)偏高，重要由于測量前面提及的水的熱計(jì)常數(shù)偏大(原因已在前面分析),導(dǎo)致最終止果偏高。4、其他試驗(yàn)原因，如點(diǎn)火絲部分氧化、充氣放氣不充足等原因?qū)е氯紵怀渥?，氧彈卡?jì)密封性局限性(在密閉之后浸泡入水中有漏氣現(xiàn)象),導(dǎo)致測試成果中出現(xiàn)誤差，由于原因過多且復(fù)雜，因此1、什么是燃燒熱?它在化學(xué)計(jì)算中有何應(yīng)用?位為kJ/mol。反應(yīng)熱中△H為負(fù)，則為放熱反應(yīng)；為正，則為吸熱反應(yīng)，燃燒熱為反應(yīng)熱的一種，其△H為負(fù)值含相似碳原子數(shù)的烷烴異構(gòu)體中，直鏈烷烴的燃燒熱最大，支鏈越多燃燒熱越小。2、什么是卡計(jì)和水的熱當(dāng)量?怎樣測得?卡計(jì)和水當(dāng)量就是量熱儀內(nèi)筒水溫每升高一度所吸取的熱量。單位是：焦耳/度測法：用已知燃3、測量燃燒熱兩個(gè)關(guān)鍵規(guī)定是什么?怎樣保證到達(dá)這兩個(gè)規(guī)定?試驗(yàn)關(guān)鍵：點(diǎn)火成功、試樣完全燃燒是試驗(yàn)成敗關(guān)鍵，可以考慮如下幾項(xiàng)技術(shù)措施：(1)試樣應(yīng)進(jìn)行磨細(xì)、烘干、干燥器恒重等前處理，潮濕樣品不易燃燒且有誤差。壓片緊實(shí)度：一般硬到表面有較細(xì)密的光潔度，棱角無粗粒。(2)點(diǎn)火絲與電極接觸電阻要盡量小，注意電極松動(dòng)和鐵絲碰杯短路問題。(3)充足氧(1-1.5MPa)并保證氧彈不漏氧，保證充足燃燒。(4)注意點(diǎn)火前才將二電極插上氧彈再按點(diǎn)火鈕，否則因儀器未設(shè)互鎖功能，極易發(fā)生(按攪拌鈕4、試驗(yàn)測量到的溫度差值為何要雷諾作圖法校正，尚有哪些誤差來源會影響測量的成果?實(shí)際上，熱量計(jì)與周圍環(huán)境的熱互換無法完全防止，它對溫度測量值的影響可用雷諾溫度校正圖還也許帶來誤差的也許有：(3)樣品也許受潮使稱量時(shí)產(chǎn)生誤差；許具有雜質(zhì)。SSA條件：恒溫27.1℃氫離子濃度0.15mol/L總離子強(qiáng)度I=0.7波長λ=450nm消光度E1(平均)10的平衡常數(shù)基本維持于186附近，相對誤差非常少，處在可以接受范圍內(nèi)。與參照文獻(xiàn)數(shù)值K=1.9953(lgK1=2.3北師大無機(jī)化學(xué)4版附錄)靠近，總體符合試驗(yàn)規(guī)定。七、提問與思索3、由于Fe3+離子在水溶液中，存在水解平衡，因此Fe3+離子與由上式可見，平衡常數(shù)受氫離子的影響。因此，試驗(yàn)只能在同一pH值下進(jìn)行。本試驗(yàn)為離子平衡反應(yīng)，離子強(qiáng)度必然對平衡常數(shù)有很大影響。因此，在各被測溶液中離子強(qiáng)度應(yīng)保持一致。4、為了消除除了測量物質(zhì)外溶劑中有其他吸光物質(zhì)對該波長的光有吸取而導(dǎo)致誤差，因此必須使用除被測物質(zhì)外其他組分完全一致的溶液作為空白對比液，在722型分光光度計(jì)中進(jìn)行調(diào)100設(shè)置，保證抵消誤差。【試驗(yàn)?zāi)康摹竣奂寄芤?guī)定：掌握冰點(diǎn)減少測定管、數(shù)字溫差儀的使用措施，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖處理措【試驗(yàn)原理】化合物的分子量是一種重要的物理化學(xué)參數(shù)。用凝固點(diǎn)減少法測定物質(zhì)的分子量是一種簡樸而又比較精確的措施。稀溶液有依數(shù)性，凝固點(diǎn)減少是依數(shù)性的一種體現(xiàn)。稀溶液的凝固點(diǎn)減少(對析出物是純?nèi)軇┑捏w系)與溶液中物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系式為：已知某溶劑的凝固點(diǎn)減少常數(shù)Kf,并測得溶液的凝固點(diǎn)減少值△T,若稱取一定量的溶質(zhì)陽(g)和溶劑K(g),配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度mB為：2、凝固點(diǎn)測量原理冷曲線如圖中的A,但但實(shí)際的過程往往會發(fā)生過冷現(xiàn)象，液體的溫度會下降到凝固點(diǎn)如下，待固中的B。圖中平行于橫坐標(biāo)的CD線所對應(yīng)的溫度值即為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)Tf*。溶液的凝固點(diǎn)是該溶曲線與純?nèi)軇┎灰粯樱鐖D中III、IV。由于有部分溶劑凝固析出，剩余溶液與溶劑固相的平衡溫度也在下降，冷卻曲線不會出現(xiàn)“平階”,而是出現(xiàn)一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該點(diǎn)所對應(yīng)的溫度即為凝固點(diǎn)(III曲線的形狀)。當(dāng)出現(xiàn)過冷時(shí)，則出現(xiàn)圖IV的形狀，此時(shí)可以將溫度回3、測量過程中過冷的影響過冷太甚，溶劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，就會出現(xiàn)圖中V曲線的形狀，使測量值偏低。在和DAc和DABTVVt圖6-1純?nèi)軇┖腿芤旱牟嚼淝€【試驗(yàn)環(huán)節(jié)】2、打開電源開關(guān)，溫度顯示為實(shí)時(shí)溫度，溫差顯示為以20度為基準(zhǔn)的差值(但在10度如下顯3、鎖定基溫選擇量程：將傳感器插入水浴槽，調(diào)整寒劑溫度低于測定溶液凝固點(diǎn)的2-3度，此試驗(yàn)寒劑溫度為3.5-4.5度，然后將空氣套管插入槽中，按下鎖定鍵。4、用20ml移液管精確移取20ml環(huán)己烷加入凝固點(diǎn)測定試管中，橡膠塞塞緊，插入傳感器。5、將凝固點(diǎn)試管直接插入寒劑槽中，觀測溫差，直至溫度顯示穩(wěn)定不變，此時(shí)溫度就是環(huán)己烷6、取出凝固點(diǎn)測定試管，用掌心加熱使環(huán)己烷熔化，再次插入寒劑槽中，緩慢攪拌，當(dāng)溫度減少到高于初測凝固點(diǎn)的0.5度時(shí)，迅速將試管取出、擦干，插入空氣套管中，記錄溫度顯示數(shù)值。每15秒記錄一次溫度。*攪拌速度調(diào)整：剛開始緩慢攪拌，在溫度低于初測凝固點(diǎn)時(shí)，加速攪拌，待溫度上升時(shí)，又恢7、反復(fù)第6步平行再做2次。8、溶液凝固點(diǎn)測定：稱取0.15-0.20g萘片加入凝固點(diǎn)測定試管，待完全溶解后，反復(fù)以上6、7、8環(huán)節(jié)?！咀⒁馐马?xiàng)】2、攪拌速度的控制和溫度溫差儀的粗細(xì)調(diào)的固定是做好本試驗(yàn)的關(guān)鍵，每次測定應(yīng)按規(guī)定的速度攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點(diǎn)時(shí)攪拌條件要完全一致。溫度-溫差儀的粗細(xì)調(diào)一經(jīng)確定，整個(gè)試3、純水過冷度約0.7℃~1℃(視攪拌快慢),為了減少過冷度，而加入少許晶種，每次加入晶5、凝固點(diǎn)確實(shí)定較為困難。先測一種近似凝固點(diǎn)，精確測量時(shí)，在靠近近似凝固點(diǎn)時(shí)，降溫速度要減慢，到凝固點(diǎn)時(shí)迅速攪拌。6、千萬不要過冷，若過冷太甚，凝固的溶劑過多，溶液的濃度變化過大，所得凝固點(diǎn)偏低。7、溶液的冷卻曲線與純?nèi)軇┑睦鋮s曲線不一樣，不出現(xiàn)平臺，只出現(xiàn)拐點(diǎn)，即當(dāng)析出固相，溫【試驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理】[試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄]①大氣壓：1014.0Hpa溫度：25.5℃干度：27.3℃濕度：25.0℃相對濕度：79.6%②粗測環(huán)己烷近似凝固點(diǎn)：6.547℃[試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理]①由環(huán)已烷的密度，計(jì)算所取環(huán)已烷的重量W室溫t時(shí)環(huán)己烷密度計(jì)算公式為：p:/g.cm3pe=0.7971-0.8879g-cm3×103t=0.7971-0.8879×103×25.5=0.7745gcm3②將試驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表2中物質(zhì)凝固點(diǎn)/℃凝固點(diǎn)減少值/℃萘③根據(jù)式(3),由所得數(shù)據(jù)計(jì)算萘的分子量，并計(jì)算與理論值的相對誤差。相對誤差為4.1%?！驹囼?yàn)成果與討論】本試驗(yàn)成果的相對誤差為4.1%。重要原因也許有：1、系統(tǒng)