液體飽和蒸汽壓的測定 實驗報告

PAGE1姓名：班級：學(xué)號：實驗日期：課程名稱：物理化學(xué)實驗實驗題目：液體飽和蒸汽壓的測定一、實驗?zāi)康蘑倭私庥渺o態(tài)法測定異丙醇在不同溫度下蒸氣壓的原理。②學(xué)會用圖解法求解其所在測溫度范圍內(nèi)的平均摩爾蒸發(fā)熱。③了解真空泵、恒溫槽及氣壓計的構(gòu)造并掌握其使用方法。二、實驗原理一定溫度下，在一真空的密閉容器中，液體很快與其蒸氣建立動態(tài)平衡，即蒸汽分子向液面凝結(jié)和液體分子從表面上逃逸的速度相等，此時液面上的蒸汽壓力就是液體在此溫度是的飽和蒸汽壓液體與其蒸氣達(dá)到平衡時蒸氣的壓力，稱為這種液體在該溫度時的飽和蒸氣壓。飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系可用克勞修斯—克拉貝龍方程式來表示。（1）（1）式中ΔvapHm是該液體的摩爾蒸發(fā)熱，在溫度變化范圍不大時，它可以作為常數(shù)。（2）積分上式得：（2）C為積分常數(shù)。如果以為縱坐標(biāo)，1/T為橫坐標(biāo)作圖可得一直線，此直線的斜率即為，由此斜率可以求出乙醇的摩爾蒸發(fā)熱。測定飽和蒸汽壓的方法有靜態(tài)法和動態(tài)法兩種。靜態(tài)法是在某一溫度下，直接測量液體的飽和蒸氣壓。測量方法是調(diào)節(jié)外壓與液體蒸汽壓相等，此法一般用于蒸汽壓比較大的液體。動態(tài)法是在不同外界壓力下，測定液體的沸點。本實驗采用靜態(tài)法測定乙醇的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系，實驗裝置見圖3.1.通常一套真空體系裝置由四部分構(gòu)成：一是機(jī)械泵、緩沖儲氣罐部分，用以生產(chǎn)真空；二是正空的測量部分，包括DP-A精密數(shù)字壓力計；三是蒸餾瓶部分；四是溫度測量部分，包括SWQ智能數(shù)字恒溫控制器、SYP玻璃恒溫水浴。三、儀器與試劑1.儀器DP-A型精密數(shù)字壓力計一臺；SWQ型智能數(shù)字恒溫控制器一臺；緩沖儲氣罐一臺；SYP型玻璃恒溫水浴一臺；U型等壓計一個、球形冷凝管一支。實驗裝置如圖3.1所示。2.試劑無水乙醇。四、實驗步驟（一）緩沖儲氣罐的氣密性檢查及使用方法1.緩沖儲氣罐的氣密性檢查2.緩沖儲氣罐的使用方法（二）精密數(shù)字壓力計的氣密性檢查及使用方法1.預(yù)壓及氣密性的檢查2.采零3.測試4.關(guān)機(jī)（三）實驗儀器的鏈接（四）靜態(tài)法測乙醇的飽和蒸汽壓1.裝樣2.檢漏3.測定五、注意事項1.先開啟冷卻水，然后才能抽氣。2.實驗系統(tǒng)必須密閉，一定要仔細(xì)檢漏。3.必須讓等壓計U型管中的樣液緩緩沸騰3-4分鐘后方可進(jìn)行測定。4.升溫時可預(yù)先漏入少許空氣，以防止U型管中液體暴沸。5.液體的蒸汽壓與溫度有關(guān)，所以測定過程中須嚴(yán)格控制溫度。6.漏氣必須緩慢，否則U型管中的液體將充入試樣球中。7.關(guān)閉閥門不可用力猛擰，否則橡膠墊圈破損，造成漏氣。六、數(shù)據(jù)記錄與處理1.記錄實驗數(shù)據(jù)室溫25.3℃開始?xì)鈮?96.50kPa

結(jié)束氣壓=96.51kPa采零氣壓=96.50kPa

P表示飽和蒸氣壓，要對P進(jìn)行采零校正

t/℃30354045501212121212T/K303.15308.15313.15318.15323.15示數(shù)-85.49-85.57-82.30-82.34-78.11-78.13-72.95-73.00-66.53-66.56P表/kPa10.9714.2018.3823.5229.95P=(P0-P表）/kPa85.5382.3278.1272.9866.55Lg(P/kPa)1.93211.91551.89281.86321.8231利用記的的數(shù)據(jù)計算lgp和1/T溫度(K)蒸氣壓(kpa)lgp1/T303.1510.971.93210.003299308.1514.201.91550.003245313.1518.381.89280.003193318.1523.521.86320.003143323.1529.951.82310.003095繪制lgp-1/T圖，由其斜率求出試驗溫度區(qū)間內(nèi)乙醇的平均摩爾蒸發(fā)函。繪制P-T圖七、實驗結(jié)果討論在測量異丙醇的蒸氣壓時，抽氣速度切忌太快，否則，封閉液將急劇蒸發(fā)且很有可能被抽盡而使實驗無法進(jìn)行。當(dāng)調(diào)整等壓計U型管兩側(cè)液面等高時，開啟進(jìn)氣閥要防止空氣進(jìn)入時倒灌入A球。2.在數(shù)據(jù)處理時必須要有零點的校正。因為壓力計測的是等壓計冷凝管一側(cè)的壓強(qiáng)，實驗時為了讀數(shù)方便，第一次使內(nèi)外壓相等時就將此時的示數(shù)調(diào)零，稱這個外壓為采零壓力，因此以后測得的大氣壓“差值”實際上是內(nèi)壓減去第一次的外壓值。而數(shù)據(jù)將每次讀數(shù)時的大氣壓都記了下來，因此在計算蒸氣壓p時要考慮大氣壓與采零大氣壓的差值。3.實驗測得的數(shù)據(jù)誤差都在0.5%左右，數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。這是因為本實驗所用方法相對較準(zhǔn)確，操作得當(dāng)即可得到較好的數(shù)據(jù)。但實驗結(jié)果還是有誤差存在。由于儀器橡膠管老化，使儀器氣密性受到了一定影響，對實驗結(jié)果造成誤差。而且讀數(shù)時由于異丙醇仍在蒸發(fā)，等壓計AB兩管高度不斷變化，所以讀出的壓差值是相平瞬間的E，其中可能有反應(yīng)時間造成的誤差。八、思考題1.U型管B中封閉液體所起到的作用是什么？答：有以下三點作用：①起到一個液體活塞（或液封）的作用，用于分隔體系與環(huán)境;同時通過該液體活塞，可將體系中的空氣排除到環(huán)境中去）