純液體飽和蒸汽壓的測量實驗報告

1、實驗基礎(chǔ)化學實驗純液體飽和蒸氣壓的測重一、目的要求1 .明確純液體飽和蒸氣壓的定義和汽液兩相平衡的概念，深入了解純液體飽和 蒸氣壓與溫度的關(guān)系公式一一克勞修斯-克拉貝龍方程式。2 .用數(shù)字式真空計測量不同溫度下環(huán)己烷的飽和蒸氣壓。初步掌握真空實驗技3 .學會用圖解法求被測液體在實驗溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化熱與正常沸 點。二、實驗原理通常溫度下（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) 1mol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

2、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1atm（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為：d ln P vapH mdT - RT2式中，R為摩爾氣體常數(shù)；T為熱力學溫度；AvapHm為在溫度T時純液體的摩爾氣化熱。假定AvapH m與溫度無關(guān)，或因溫度范圍較小， vapH m可以近似作為常數(shù)，積分上式，得： ：vap H m 1ln p = - CR T其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以ln p對1/T作圖，應為一直線，直Hm線的斜率為一一,由斜

3、率可求算液體的 AapHm。 111三、儀器、試劑蒸氣壓測定裝置 1套循環(huán)式真空泵1 臺精密數(shù)字壓力計 1臺數(shù)字控溫儀1 只無水乙醇（分析純）四、實驗步驟1 .讀取室內(nèi)大氣壓2 .安裝儀器：將待測液體（本實驗是無水乙醇）裝入平衡管，之后將平衡管 安裝固定。3 .抽真空、系統(tǒng)檢漏4排氣體：先設(shè)定溫度為20 C,之后將進氣閥打開，調(diào)壓閥關(guān)閉，穩(wěn)定后， 關(guān)閉進氣閥，置零，打開冷卻水，同時打開真空泵和調(diào)壓閥（此時調(diào)壓閥較大）。抽氣減壓至壓力計顯示壓差為-80kpa左右時，將調(diào)壓閥調(diào)小。待抽氣減壓至壓 力計顯示壓差為-97kpa左右，保持煮沸3-5min ,關(guān)閉真空泵。4 .測定不同溫度下純液體的飽和蒸

4、氣壓：當溫度保持200c不變時，調(diào)節(jié)進氣閥使液面趨于等高。當液面等高時，關(guān)閉進氣閥，記錄壓力表值。之后重新設(shè) 置溫度，重復操作。5 .測量溫度分別測定在 26 C, 31C, 36 C, 41C, 46 C, 51C ,56 C , 61C , 66 C, 71 C , 76 c時的飽和蒸汽壓。6 .實驗結(jié)束，整理儀器五、文獻值無水乙醇在標準壓力下的沸點為 78.3 C,標準摩爾氣化熱為38.4 KJ/mol 六、數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理溫度/K299壓強/KPa-93.21P*/KPa7.921/T 0.003344482lnP*2.069391206304-90.6810.450.0032894

5、742.346601978309-86.614.530.0032362462.676215478314-82.6218.510.0031847132.918311127319-78.0323.10.0031347963.139832618324-72.528.630.003086423.354455119329-65.235.930.0030395143.581572601334-56.1644.970.0029940123.805995601339-45.4555.680.0029498534.019621016344-33.867.330.0029069774.209605903349-1

6、7.0684.070.002865334.4316497851/T求得回歸直線方程為：*1lnP = -4620.71- 17.7230.T根據(jù)此式可求得平均摩爾蒸發(fā)始為: vapHm=-k *R =4620.71*8.314=38.416 KJ / mol.相對誤差:vapHm-H38.416-38.4038.40= 0.000416.當壓強為101.325KPa時，代入可求得：T=79.6 C相對誤差：E2T-TT79.60 -78.3078.30= 0.0166七、注意事項1 .閥的開啟不能用力過強，以防損壞影響氣密性。2 .抽氣速度要合適，必須防止平衡管內(nèi)液體沸騰過劇，致使管內(nèi)液體快速

7、蒸3 .先開啟冷水然后才能抽氣。4 .乙醇用量應充滿試樣球體積的三分之二和 U型等壓計的大部分。不能過少, 也不能過多。5 .開啟平衡閥的速度不能過快，防止空氣倒吸入試樣球上方空間。6 .要先關(guān)閉調(diào)壓閥后關(guān)閉真空泵。7 .必須讓等壓計U型管中液體緩沸23分鐘后方可進行測定，以保證試樣球 上方的空間全部為乙醇蒸汽所充滿。八、提問思考(1)什么叫飽和蒸氣壓？答：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時的純蒸氣壓力， 稱為該液體該溫度 下的飽和蒸氣壓。(2)實驗開始前為什么要將壓力計采零？答：選擇壓力計所測表壓的相對零點。(3)如何調(diào)節(jié)恒溫槽使其實控溫度至指定溫度？答：先設(shè)定控溫儀溫度比實控溫度低 2度

8、，觀察加熱指示燈熄滅時二者的差值，再根據(jù)此差值進一步設(shè)定控溫儀溫度，直至水銀溫度計達到指定實控溫度。(4)如何正確控制等壓計的抽氣速率？為何要控制？答：氣泡應間斷逸出，否則無法將管內(nèi)的空氣抽盡。(5)為什么要將試樣球上方空間中的空氣排干凈？答：試樣球上方空間的空氣不是該純液體的純蒸氣。即上方壓力有兩部分，一部分為純液體的蒸氣壓，另一部分為空氣壓力，只有將試樣球上方空間中的空氣排 干凈，才能保證試樣球上方空間的壓力為純液體的飽和蒸氣壓。(6)本實驗方法能否用于測定溶液的飽和蒸氣壓？為什么？答：不能，溶液不是純凈物，具沸點不穩(wěn)定，實驗操作過程中很難判斷是否已達 到其沸點。(7)為什么實驗完畢以后必須使系統(tǒng)和真空泵與大氣相通才能關(guān)閉真空泵？答：如果不與大氣相通，球管內(nèi)液體可能會被吸入緩沖儲氣罐中。(8)如果用降溫法測定乙醇的飽和蒸汽壓，用該實驗裝置是否可行？答：分析實驗操作可得降溫法可行，原理大致相同。(9)將所測摩爾氣化熱與文獻值相比較，結(jié)果如何？答：由于當?shù)卮髿鈮汉蛯嶒炚`差，結(jié)果與文獻比較偏小。(10)產(chǎn)生誤差的原因有哪些？答：當?shù)卮髿鈮?，判斷液面相平的標準，液面?/p>