實驗一 液體飽和蒸汽壓的測定

第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六一實驗?zāi)康囊?壓力是體系的一個重要參數(shù)。許多物理化學(xué)性質(zhì)都與壓力有著密切的關(guān)系。因此，壓力的測量是物理化學(xué)實驗的重要操作技術(shù)。 本實驗教學(xué)要求： 1.掌握測量液體飽和蒸汽壓的原理和方法。 2.掌握靜態(tài)法在不同溫度下測量水的飽和蒸汽壓的操 作方法。 3.掌握純液體飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系。 4.學(xué)會由圖解法求平均摩爾氣化熱和正常沸點。 5.了解真空泵、恒溫槽及壓力計的使用及注意事項。第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六二實驗原理通常溫度下，純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓成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）假定ΔvapHm與溫度無關(guān)，或因溫度范圍較小，ΔvapHm可以近似作為常數(shù)，積分一式得：(2)靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓，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，通常有升溫法和降溫法兩種。第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六實驗裝置示意圖如下圖：三實驗裝置示意圖第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六緩沖儲氣罐示意圖如下：第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六abc實際實驗裝置如下圖,b,c為局部放大圖。

abc第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六四實驗操作方法1. 按圖1-1用橡膠管將各儀器連接成飽和蒸氣壓實驗裝置。2.拔下等位計磨口連接管，從等位計加料口注入待測純液 體，使液體充滿試液球體積的2/3和U型等位計的大部分，蓋上磨口連接管。啟動真空泵，抽至氣泡成串上竄，關(guān)閉進氣閥。3.檢查氣密性 1）整體氣密性檢查：將進氣閥2打開，閥1關(guān)閉（三閥均為順時針關(guān)閉，逆時針開啟）啟動氣泵加壓至100kpa~200kpa，關(guān)閉進氣閥，停止氣泵工作。觀察數(shù)字壓力計若顯示數(shù)字下降值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(小于0.01kpa/s)說明整體氣密性良好，否則需查找并清除漏氣原因，直至合格。第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六2）微調(diào)部分的氣密性檢查：關(guān)閉氣泵，進氣閥和閥2，用閥1調(diào)整微調(diào)部分的壓力，使之低于壓力罐中壓力的1/2，觀察數(shù)字壓力計，其變化值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（小于±0.01kPa/4s），說明氣密性良好。若壓力值上升超過標(biāo)準(zhǔn)，說明閥2泄露，若壓力值下降超過標(biāo)準(zhǔn)，說明閥1泄露。4.測定設(shè)定玻璃恒溫水浴溫度為25oC，打開攪拌器開關(guān)。當(dāng)水浴溫度達到30oC時，開動真空泵，接通冷卻水，開啟閥2緩緩抽氣，使試液球與U型等位計之間的空氣呈氣泡狀通過U型等位計的液體而逐出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄，可關(guān)閉閥2（此時液體已沸騰）緩緩打開閥1，漏入空氣，使沸騰緩和第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六。如此沸騰3~4分鐘試液球中的空氣排除后，小心調(diào)節(jié)閥1，閥2直至U型等位計中雙臂的液面等高為止，在壓力計上讀出并記下壓力值。重復(fù)操作一次，壓力計上的讀數(shù)與前一次相差應(yīng)不大于+67pa，此時即認(rèn)為試液球與U型等位計上的空間全部為所測液體的蒸氣所充滿。 如法測定30oC，35oC，40oC，45oC，50oC時液體的蒸氣。第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六五實驗注意事項1. 在靜態(tài)發(fā)測定液體飽和蒸汽壓時，必須排除平衡管中的空氣，檢查系統(tǒng)氣密性。2. 必須讓U型等位計中的試液緩緩沸騰3~4分鐘后方可進行測定。3. 同組同學(xué)必須配合好，讀數(shù)迅速。4. 讀數(shù)完畢后，必須立刻打開抽氣開關(guān)減壓，以防液體倒流，將空氣帶入平衡管中。若發(fā)生此現(xiàn)象，須重新抽真空排除平衡管中的空氣，方能繼續(xù)測定。第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六5. 液體的蒸氣壓與溫度有關(guān)，所以測定過程中必須嚴(yán)格控制溫度。平衡管必須放置于恒溫水浴的水面以下，否則其溫度與水浴溫度不同。6. 升溫時可預(yù)先漏入少量空氣，以防止U型等位計中的液體暴沸。7. 漏入空氣必須緩慢，否則U型等位計的液體將沖入試液球中。8. U型等位計必須放置于恒溫水浴的液面以下，以保證試液溫度的準(zhǔn)確度第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六9. 閥1和閥2是關(guān)系到實驗成敗的主要因素之一，因此不能有泄露現(xiàn)象。在實驗時，閥1既是放氣開關(guān)，也是壓力微調(diào)開關(guān)，因此實驗時一定要仔細，緩慢地調(diào)節(jié)。同時，閥2一定要關(guān)緊，以免因閥泄露而影響實驗的順利進行和準(zhǔn)確性。10. 閥的開啟，關(guān)閉不可用力過猛，以防損壞氣密性，影響氣密性。11.在使用過程中，調(diào)節(jié)平衡閥1，平衡閥2時壓力計顯示的壓力值有時跳動屬正?，F(xiàn)象，待壓力計上壓力值穩(wěn)定后方可工作。12.通、關(guān)減壓泵時，必須先使系統(tǒng)通大氣，以防水被吸入減壓泵，損壞減壓泵。第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六六實驗前需回答的問題1. 本實驗測量的物理量是什么？處理后將得到那些物理量？2. 實驗的基本原理是什么？3. 簡述實驗操作步驟。4. 儀器裝置圖中各部分所起的作用是什么？5. 若平衡管中存有空氣，將帶來怎樣的后果？6. 純液體飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系服從哪一個方程？7. 如何保護減壓泵？第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六1. 液體的蒸汽壓隨溫度而變化。溫度升高時，蒸汽壓將

；溫度降低時，蒸汽壓將

。這主要與分子的

有關(guān)。2. 試分析引起本實驗誤差的因素有哪些？3. 排除AB管中空氣的方法是

。如何防止空氣倒灌？4. 檢查系統(tǒng)氣密性（是否漏氣的方法）是

。5. 克勞修斯—克拉佩龍方程的適用范圍

。6. 本實驗方法能否用于測定溶液的飽和蒸氣壓？為什么？七實驗后應(yīng)做練習(xí)題第14頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六7. 測定裝置中安置緩沖儲氣罐起什么作用