實(shí)驗(yàn)二液體飽和蒸氣壓的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)二液體飽和蒸氣壓的測(cè)定(一)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握純液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系。2熟悉用克-克方程計(jì)算摩爾氣化熱。3掌握測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法。 (二)、實(shí)驗(yàn)原理在一定溫度下，氣液平衡時(shí)的蒸氣的壓力叫做該液體在該溫度下的飽和蒸氣壓，蒸發(fā)1摩爾液體所需要吸收的熱量，即為該溫度下液體的摩爾氣化熱。飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系服從克拉貝龍-克勞修斯方程式： （21）式中：摩爾氣體常數(shù)；液體的摩爾氣化熱。在一定的外壓下，液體加熱，當(dāng)飽和蒸氣壓等于外界壓力時(shí)，液體“沸騰”，其對(duì)應(yīng)的溫度稱為沸點(diǎn)。而飽和蒸氣壓恰為時(shí)，所對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)稱為該液體的正常沸點(diǎn)。如果溫度改變區(qū)間不大，則可把視為常數(shù)，將上式積分得 (22)以

2、對(duì)作圖，即得一條直線，其斜率應(yīng)為 所以 （23）測(cè)定飽和蒸氣壓常用的方法有兩種：1動(dòng)態(tài)法其中常用的有飽和氣流法，即通過(guò)一定體積的待測(cè)液體所飽和的氣流，用某物質(zhì)完全吸收，然后稱量吸收物增加的重量，求出蒸氣的分壓力。 2靜態(tài)法把待測(cè)物質(zhì)放在一個(gè)封閉體中在不同溫度下直接測(cè)量蒸氣壓或在不同外壓下測(cè)液體的沸點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)法。靜態(tài)法的測(cè)定儀器如圖21所示的平衡管，平衡管是由三個(gè)相連的玻璃球a、b和c組成。a 球中儲(chǔ)存有待測(cè)液體，b、c球中的待測(cè)液體在底部用玻璃管連通。當(dāng)a、b球的上部純粹是待測(cè)液體的蒸氣，而b球與c球之間的管中液面在同水平時(shí)，則表示加在b管液面上的蒸氣壓與加在c管液面上的外壓相等。此時(shí)

3、液體的溫度即是體系的氣液平溫度，亦即沸點(diǎn)。待測(cè)液體的體積占a球的2/3為宜。 圖2一l 平衡管(三)、儀器與藥品SYP玻璃恒溫水浴、SWQ智能數(shù)字恒溫控制器、緩沖儲(chǔ)氣罐、蒸氣壓測(cè)定裝置、DPA精密數(shù)字壓力計(jì)、SHZ一循環(huán)水式真空泵、乳膠管、真空管異丙醇(AR)(四)、實(shí)驗(yàn)步驟 1體系減壓，排除空氣按圖22將儀器裝好。在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置是否漏氣，關(guān)閉儲(chǔ)氣氣罐的平衡閥2，打開(kāi)進(jìn)氣閥和平衡閥1，開(kāi)動(dòng)水泵，當(dāng)測(cè)壓儀的示數(shù)為-5060kPa時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，觀察測(cè)壓儀讀數(shù)，若讀數(shù)不變，則系統(tǒng)不漏氣；若真空度下降，則系統(tǒng)漏氣，要查清漏氣原因并排除之。若體系不漏氣，則在平衡管的a球中裝入2/3體積的異丙醇

4、，在b、c球之向的U形管中也裝入少量的異丙醇。U形管中不可裝太多，否則既不利于觀察液面，也易于倒灌。將平衡管安裝到裝置上，通冷凝水，同時(shí)開(kāi)始對(duì)體系減壓至真空度達(dá)-90kPa以上，減壓數(shù)分鐘以趕凈平衡管中的空氣，然后關(guān)閉進(jìn)氣閥。2測(cè)量不同溫度下的飽和蒸氣壓 將恒溫槽恒溫至30，慢慢打開(kāi)平衡閥2，當(dāng)b、c球之間的U形管內(nèi)兩液面相平時(shí)，立即關(guān)閉平衡閥2，讀取測(cè)壓儀的真空度示數(shù)。此后，依次將恒溫槽恒溫至32、34、36、38、40、42、44、46、48、50分別測(cè)其飽和蒸氣壓的真空度。實(shí)驗(yàn)完畢后，打開(kāi)平衡閥2通入大氣后方可關(guān)閉水循環(huán)泵，否則可使水泵中的水倒灌入系統(tǒng)。圖22 液體飽和蒸氣壓測(cè)定裝置1平

5、衡管 2冷凝管 3恒溫槽 4聯(lián)接接口 5真空管6儲(chǔ)氣罐 7進(jìn)氣閥 8平衡閥2 9平衡閥1 10數(shù)字壓力計(jì) 11溫度計(jì)探頭 12攪拌器 13恒溫控制器(五)、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)果處理1實(shí)驗(yàn)記錄室溫： 21 Pa(大氣壓)： 101.78 日期：3.27溫度（）3032343638404244464850實(shí)際溫度（）30.132.034.136.038.140.142.044.146.048.150.0真空度（kPa）-88.82-87.62-86.45-85.27-84.07-82.90-81.71-80.52-79.30-78.44-77.14蒸氣壓P(kPa)12.9614.1615.3316.5

6、117.7118.8820.0721.2622.4823.3424.641/T(K1)0.003300.003270.003250.003230.003210.003190.003170.003150.003130.003120.00310Ln（P/pa）9.4709.5589.6369.7129.7829.8469.9079.96510.0210.0610.112數(shù)據(jù)處理（1）溫度、壓力數(shù)據(jù)列表，算出不同溫度的飽和蒸氣壓。（2）對(duì)作圖，求直線的斜率 m= -3241.53. 求異丙醇的摩爾氣化熱由直線的斜率計(jì)算異丙醇的摩爾氣化熱 = 26.946kJ/mol (五)、注意事項(xiàng)1平衡管的U型管中不可裝太多異丙醇，否則即不利于觀察液面，也易于倒灌。2在體系抽空后，先保持一段時(shí)間，待空氣排空后，方可繼續(xù)做下面的實(shí)驗(yàn)。3實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，一定要先將體系放空，再關(guān)閉循環(huán)水泵，否則可能使水泵中的水倒灌入系統(tǒng)。(六)、思考題1為什么平衡管a、b之間的空氣要趕凈？怎樣判斷空氣已被趕凈？答：若空氣不趕凈測(cè)得的壓力不是純液體的飽和蒸汽壓，而是與空氣的混合壓力，它不能用克-克方程來(lái)描述。在大氣壓測(cè)定沸點(diǎn)若幾次測(cè)定值在誤差范圍值之內(nèi)認(rèn)