大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 飽和蒸汽壓

大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)II實(shí)驗(yàn)報(bào)告(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分）學(xué)院:專業(yè):班級(jí):姓名學(xué)號(hào)同組人日期指導(dǎo)教師成績實(shí)驗(yàn)名稱液體飽和蒸汽壓的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.明確液體飽和蒸氣壓的定義,了解純液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系以及克勞修斯-克拉佩龍方程的意義。2.掌握用靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法,學(xué)會(huì)用圖解法求被測(cè)液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化焓。3.初步掌握真空實(shí)驗(yàn)技術(shù)，了解恒溫槽及等壓計(jì)的使用方法。儀器及試劑飽和蒸氣壓測(cè)量裝置教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀（DPCY-2C）1套（包括恒溫水槽1臺(tái)、等壓計(jì)1支、數(shù)字壓力計(jì)1臺(tái)）；真空泵1臺(tái)及附件；精密溫度溫差測(cè)量儀（JTD-2A）1臺(tái)試劑:乙醇（AR）實(shí)驗(yàn)原理飽和蒸汽壓:在真空容器中,液體與其蒸氣建立動(dòng)態(tài)平衡時(shí)(蒸氣分子向液面凝結(jié)和液體分子從表面逃逸的速率相等)液面上的蒸氣壓力為飽和蒸氣壓。溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)劇烈,單位時(shí)間內(nèi)從液面逸出的分子數(shù)增多,所以蒸氣壓增大。飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系服從克勞修斯-克拉佩龍方程:
式中,T為熱力學(xué)溫度;
為在溫度T時(shí)純液體的摩爾蒸發(fā)焓;

對(duì)于包括氣相的純物質(zhì)兩相平衡系統(tǒng),由于
遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于
,故
。將氣體視為理想氣體,則可得到克勞修斯-克拉佩龍方程式:
式中,R為摩爾氣體常數(shù)。假定
與溫度無關(guān),或溫度變化范圍較小,
可以近似為常數(shù),積分上式,得
式中,p為液體在溫度T時(shí)的蒸氣壓;[p]為壓力p的量綱,即Pa;C為積分常數(shù)。由此式可以看出,測(cè)定不同溫度T下液體的蒸氣壓p,以
對(duì)1/T作圖,應(yīng)為一直線,直線的斜率為k,由斜率可求算液體的摩爾蒸發(fā)焓
。測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法有靜態(tài)法、動(dòng)態(tài)法、飽和氣流法三種。本實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)法,利用等壓計(jì)測(cè)定乙醇在不同溫度下的飽和蒸氣壓。如圖13-1,小球9中盛裝的是被測(cè)樣品,U型管內(nèi)用樣品本身作液封。在某一溫度下若小球液面上方僅有被測(cè)物質(zhì)的蒸氣,那么在等壓計(jì)U型管右支液面上所受到的壓力就是其蒸氣壓。當(dāng)這個(gè)壓力與U型管左支液面上的空氣的壓力相平衡(U型管兩臂液面齊平)時(shí),就可從與等壓計(jì)相接的壓力計(jì)測(cè)出在此溫度下的飽和蒸氣壓。 實(shí)驗(yàn)步驟1.從氣壓計(jì)讀取大氣壓,并記錄。2.裝樣。將乙醇溶液通過等壓計(jì)的加樣口12裝入等壓計(jì),使試樣球9內(nèi)的乙醇約占小球體積的2/3,同時(shí)保證U形管內(nèi)含有一定量的乙醇,將等壓計(jì)放入恒溫水槽中,然后按圖13-1然后連接好儀器。3.打開飽和蒸氣壓測(cè)定教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀,預(yù)熱5min后,調(diào)量綱旋鈕至“
”檔,使飽和蒸氣壓測(cè)定教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀通大氣,再按下“清零”鍵。4.測(cè)定35℃下乙醇的飽和蒸汽壓。慢慢打開真空包抽氣閥“3”，使等壓計(jì)內(nèi)的溶液劇烈沸騰，迅速關(guān)閉抽氣閥“3”。緩緩打開進(jìn)氣閥“4”，使少許空氣進(jìn)入。待等壓計(jì)左右支管中液面相平時(shí)，迅速關(guān)閉閥門“4”，同時(shí)讀出壓力和溫度。計(jì)算出所測(cè)溫度下的飽和蒸氣壓，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，誤差較大時(shí)，重復(fù)此步驟。5.調(diào)整恒溫槽溫度，每次升溫5℃，重復(fù)上述操作6次，測(cè)定乙醇在不同溫度下的蒸氣壓。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開閥門“3”、“4”，關(guān)閉氣壓計(jì)、恒溫水浴的開關(guān)。將系統(tǒng)排空，然后關(guān)閉真空泵。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,打開閥門“3”、“4”,關(guān)閉氣壓計(jì)、恒溫水浴的開關(guān)。將系統(tǒng)排空,然后關(guān)閉真空泵。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開閥門“3”、“4”，關(guān)閉氣壓計(jì)、恒溫水浴的開關(guān)。將系統(tǒng)排空，然后關(guān)閉真空泵。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄室溫:大氣壓:89.0kpT/k303308313318323328333-76.75-72.54-69.31-64.35-58.72-50.97-41.7512.2516.4619.6924.6530.2838.0347.253.30033.24683.19493.14473.09603.04883.00302.50552.80092.98013.20483.41053.63833.8555實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果由
,得
=-4.4373×8.3145=36.8939KJ實(shí)驗(yàn)問題分析與討論1.實(shí)驗(yàn)過程中,最重要的實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查并保證體系不漏氣。2、減壓速度要適合,必須防止平衡管內(nèi)液體沸騰過于劇烈,致使管內(nèi)液體快速蒸發(fā)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后控制進(jìn)氣閥的速度指導(dǎo)教師意見簽名: