




已閱讀5頁(yè),還剩2頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
7物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案(王素娜)實(shí)驗(yàn)一 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定【目的要求】1. 掌握靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓的原理及操作方法。學(xué)會(huì)由圖解法求其平均摩爾氣化熱和正常沸點(diǎn)。2. 了解純液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系、克勞修斯-克拉貝龍(Clausius- Clapeyron)方程式的意義。3 . 了解真空泵、玻璃恒溫水浴,緩沖儲(chǔ)氣罐及精密數(shù)字壓力計(jì)的使用及注意事項(xiàng)。【實(shí)驗(yàn)原理】通常溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí)),純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)的蒸氣壓稱(chēng)為該溫度下液體的飽和蒸氣壓,簡(jiǎn)稱(chēng)為蒸氣壓。蒸發(fā)1mol液體所吸收的熱量稱(chēng)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(shí),蒸氣壓增大;溫度降低時(shí),蒸氣壓降低,這主要與分子的動(dòng)能有關(guān)。當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時(shí),液體便沸騰,此時(shí)的溫度稱(chēng)為沸點(diǎn),外壓不同時(shí),液體沸點(diǎn)將相應(yīng)改變,當(dāng)外壓為1atm(101.325kPa)時(shí),液體的沸點(diǎn)稱(chēng)為該液體的正常沸點(diǎn)。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) 式中,R為摩爾氣體常數(shù);T為熱力學(xué)溫度;vapHm為在溫度T時(shí)純液體的摩爾氣化熱。假定vapHm與溫度無(wú)關(guān),或因溫度范圍較小,vapHm可以近似作為常數(shù),積分上式,得: (2) 其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出,以lnp對(duì)1/T作圖,應(yīng)為一直線,直線的斜率為 ,由斜率可求算液體的vapHm。測(cè)定通常有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法,靜態(tài)法:把待測(cè)物質(zhì)放在一個(gè)封閉體系中,在不同的溫度下,蒸氣壓與外壓相等時(shí)直接測(cè)定外壓;或在不同外壓下測(cè)定液體的沸點(diǎn)。動(dòng)態(tài)法:常用的有飽和氣流法,即通過(guò)一定體積的已被待測(cè)物質(zhì)所飽和的氣流,用某物質(zhì)完全吸收。然后稱(chēng)量吸收物質(zhì)增加的質(zhì)量,求出蒸汽的分壓力即為該物質(zhì)的飽和蒸氣壓。靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓,是指在某一溫度下,直接測(cè)量飽和蒸氣壓,此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。靜態(tài)法測(cè)量不同溫度下純液體飽和蒸氣壓,有升溫法和降溫法二種。本次實(shí)驗(yàn)采用升溫法測(cè)定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓,所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測(cè)定裝置,如圖2-3-1所示: 平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管,以橡皮管與壓力計(jì)相連。A內(nèi)裝待測(cè)液體,當(dāng)A球的液面上純粹是待測(cè)液體的蒸氣,而B(niǎo)管與C管的液面處于同一水平時(shí),則表示B管液面上的(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時(shí),體系氣液兩相平衡的溫度稱(chēng)為液體在此外壓下的沸點(diǎn)?!緝x器試劑】 恒溫水??;平衡管;精密數(shù)字壓力計(jì);真空泵及緩沖儲(chǔ)氣罐。無(wú)水乙醇(A.R)圖2-3-1 液體飽和蒸氣壓測(cè)定裝置圖1.平衡管;2.攪拌器;3.溫度計(jì);4.緩沖瓶;5.恒溫水??;6.三通活塞;7.直通活塞;8.精密數(shù)字壓力計(jì)【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 裝樣從加樣口注入乙醇,關(guān)閉平衡閥1,打開(kāi)進(jìn)氣閥。啟動(dòng)油泵,抽至氣泡成串上竄,可關(guān)閉進(jìn)氣閥,打開(kāi)平衡閥1漏入空氣,使乙醇充滿(mǎn)試樣球體積的三分之二和U型管雙臂的大部分。2. 檢漏,系統(tǒng)氣密性檢查接通冷凝水,關(guān)閉平衡閥1,打開(kāi)進(jìn)氣閥使真空油泵與緩沖儲(chǔ)氣罐相通。啟動(dòng)油泵,使壓力表讀數(shù)為某一數(shù)值(可60,70kPa左右),關(guān)閉進(jìn)氣閥,停止抽氣,檢查有無(wú)漏氣(看壓力表示數(shù)在35min內(nèi)是否變化),若無(wú)漏氣即可進(jìn)行測(cè)定。(注意:在停止抽氣前,應(yīng)先把真空泵與大氣相通,否則會(huì)造成泵油倒吸,造成事故。)3. 飽和蒸氣壓的測(cè)定調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度30,開(kāi)動(dòng)油泵緩緩抽氣,使試樣球與U型管之間空間內(nèi)的空氣呈氣泡狀通過(guò)U型管中的液體而逸出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄,可關(guān)閉進(jìn)氣閥,緩緩打開(kāi)平衡閥1漏入空氣使沸騰緩和。如此慢沸35min,可認(rèn)為試樣球中的空氣排除干凈,關(guān)閉平衡閥2。小心開(kāi)啟平衡閥1緩緩漏入空氣,直至U型管兩臂的液面等高為止,在壓力表上讀出壓力值。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度33,小心開(kāi)啟平衡閥1緩緩漏入空氣,直至U型管兩臂的液面等高為止,在壓力表上讀出壓力值。依次測(cè)定36,39,42,45,48,51時(shí)乙醇的蒸汽壓。測(cè)定過(guò)程中如不慎使空氣倒灌入試樣球,則需重新抽真空后方可繼續(xù)測(cè)定。如升溫過(guò)程中U型管內(nèi)液體發(fā)生暴沸,可開(kāi)啟平衡閥1漏入少量空氣,以防止管內(nèi)液體大量揮發(fā)而影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,慢慢打開(kāi)進(jìn)氣閥,使壓力表恢復(fù)零位。關(guān)閉冷卻水,關(guān)閉壓力表、恒溫控制儀、恒溫水浴電源,并拔下電源插頭。附緩沖儲(chǔ)氣罐的使用說(shuō)明:1安裝: 用橡膠管或塑料管分別將進(jìn)氣閥與氣泵、裝置l接口,裝置2接口與數(shù)字壓力表連接。安裝時(shí)應(yīng)注意連接管插入接口的深度要15mm,并扣緊,否則會(huì)影響氣密性。2首次使用或長(zhǎng)期未使用而重新啟用時(shí),應(yīng)先作整體氣密性檢查 (1)將進(jìn)氣閥、平衡閥2打開(kāi),平衡閥1關(guān)閉(二閥均為順時(shí)針關(guān)閉,逆時(shí)針開(kāi)啟)。啟動(dòng)油泵加壓(或抽氣)至100KPa200KPa,數(shù)字壓力表的顯示值即為壓力罐中的壓力值。 (2)關(guān)閉進(jìn)氣閥,停止抽氣,檢查平衡閥2是否開(kāi)啟,平衡閥l是否完全關(guān)閉。觀察數(shù)字壓力表,若顯示數(shù)字降值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(小于0.01Kpa秒),說(shuō)明整體氣密性良好。否則需查找并清除漏氣原因直至合格。(3)再作微調(diào)部分的氣密性檢查:關(guān)閉平衡閥1,開(kāi)啟平衡閥2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)字壓力表,其變化值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(小于0.01Kpa4秒),說(shuō)明氣密性良好。若壓力值上升超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明平衡閥2泄漏;若壓力值降超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明平衡閥1泄漏。3與被測(cè)系統(tǒng)連接進(jìn)行測(cè)試:(1)用橡膠管將裝置2接口與被測(cè)系統(tǒng)連接、裝置1接口與數(shù)寧壓力計(jì)連接。打開(kāi)進(jìn)氣閥與平衡閥2,關(guān)閉平衡閥1,啟動(dòng)氣泵,加壓(或抽氣),從數(shù)字壓力計(jì)即可讀出壓力罐中的壓力值。(2)測(cè)試過(guò)程中需調(diào)整壓力值時(shí),使壓力表顯示的壓力略高于所需壓力值,然后關(guān)閉進(jìn)氣閥,停止氣泵工作,關(guān)閉平衡閥2,調(diào)節(jié)平衡閥1使壓力值至所需值。采用此方法可得到所需的不同壓力值。4測(cè)試完畢,打開(kāi)進(jìn)氣閥、平衡閥均可釋放儲(chǔ)氣管中的壓力,使系統(tǒng)處于常壓下備用。5操作注意事項(xiàng)閥的開(kāi)啟不能用力過(guò)強(qiáng),以防損壞影響氣密性。由于閥的閥芯未設(shè)防脫裝置,關(guān)閉閥門(mén)時(shí)嚴(yán)禁將閥上閥體旋至脫離狀態(tài),以免閥在壓力下造成安全事故。維修閥必須先將壓力罐的壓力釋放后,再進(jìn)行拆卸。連接各接口時(shí),用力要適度,避免造成人為的損壞。壓力罐的壓力使用范圍為-100KPa250Kpa,為了保證安全,加壓時(shí)不能超出此范圍。使用過(guò)程中調(diào)節(jié)平衡閥1、平衡閥2時(shí)壓力表所示的壓力值有時(shí)跳動(dòng)屬正常現(xiàn)象,待壓力穩(wěn)定后方可作實(shí)驗(yàn)?!咀⒁馐马?xiàng)】 減壓系統(tǒng)不能漏氣,否則抽氣時(shí)達(dá)不到本實(shí)驗(yàn)要求的真空度。 抽氣速度要合適,必須防止平衡管內(nèi)液體沸騰過(guò)劇,致使B管內(nèi)液體快速蒸發(fā)。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,必須充分排除凈AB彎管空間中全部空氣,使B管液面上空只含液體的蒸氣分子。AB管必須放置于恒溫水浴中的水面以下,否則其溫度與水浴溫度不同。 測(cè)定中,打開(kāi)進(jìn)空氣活塞時(shí),切不可太快,以免空氣倒灌入AB彎管的空間中。如果發(fā)生倒灌,則必須重新排除空氣。 在停止抽氣前,應(yīng)先把真空泵與大氣相通,否則會(huì)造成泵油倒吸,造成事故。 平衡閥2容易出現(xiàn)問(wèn)題,一直保持打開(kāi)狀態(tài),不用再調(diào)節(jié)。思 考 題1. 試分析引起本實(shí)驗(yàn)誤差的因素有哪些?答:空氣排除不干凈;溫度的波動(dòng);不能絕對(duì)調(diào)平。2. 為什么AB彎管中的空氣要排干凈?怎樣操作?怎樣防止空氣倒灌?答:為了保證A球上方全是乙醇的蒸氣,測(cè)定的是乙醇的飽和蒸汽壓,所以AB彎管中的空氣要排干凈。開(kāi)動(dòng)油泵抽氣,使試樣球與U型管之間空間內(nèi)的空氣呈氣泡狀通過(guò)U型管中的液體而逸出,沸騰后慢沸35min,可認(rèn)為試樣球中的空氣排除干凈。測(cè)定中,打開(kāi)進(jìn)空氣活塞時(shí),切不可太快,以防止空氣倒灌。3. 本實(shí)驗(yàn)方法能否用于測(cè)定溶液的飽和蒸汽壓?為什么?答:分情況,測(cè)定過(guò)程中溶液的濃度會(huì)發(fā)生變化的不能測(cè),但是對(duì)于難溶物的飽和溶液或者恒沸物例外可以測(cè)定。4. 試說(shuō)明壓力計(jì)中所讀數(shù)值是否是純液體的飽和蒸氣壓?答:不是,實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)的大氣壓對(duì)于壓力計(jì)來(lái)說(shuō)為零,所以壓力計(jì)中所讀數(shù)值為大氣壓與該溫度下的飽和蒸汽壓之差。5. 為什么實(shí)驗(yàn)完畢后必須使體系和真空泵與大氣相通才能關(guān)閉真空泵?答:在停止抽氣前,應(yīng)先把真空泵與大氣相通,否則會(huì)造成泵油倒吸,造成事故。【討論】降溫法測(cè)定不同溫度下純水的飽和蒸氣壓 接通冷凝水,調(diào)節(jié)三通活塞使系統(tǒng)降壓13kPa(約100mm汞柱),加熱水浴至沸騰,此時(shí)A管中的水部分氣化,水蒸氣夾帶AB彎管內(nèi)的空氣一起從C管液面逸出,繼續(xù)維持10min以上,以保證徹底驅(qū)盡AB彎管內(nèi)的空氣。停止加熱,控制水浴冷卻速度在1/min內(nèi),此時(shí)液體的蒸氣壓(即B管上空的壓力)隨溫度下降而逐漸降低,待降至與C管的壓力相等時(shí),則B、C兩管液面應(yīng)平齊,立即記下此瞬間的溫度(精確至1/100攝氏度)和壓力計(jì)之壓力,同時(shí)讀取輔助溫度計(jì)的溫度值和露莖溫度,以備對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行校
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 物流公司設(shè)備采購(gòu)合同
- 綠色環(huán)保產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與銷(xiāo)售協(xié)議
- 軟件行業(yè)軟件開(kāi)發(fā)與技術(shù)服務(wù)解決方案
- 商業(yè)園區(qū)物業(yè)管理合作協(xié)議
- 行政管理心理學(xué)知識(shí)圖譜建立試題及答案
- 行政管理中的人本管理思想試題及答案
- 2025技術(shù)授權(quán)借貸合同范本
- 2025工程承包勞務(wù)合同
- 2025非官方產(chǎn)權(quán)房買(mǎi)賣(mài)合同范本
- 自考行政管理總結(jié)分類(lèi)試題及答案
- 《任務(wù)三表達(dá)與呈現(xiàn)》(教學(xué)設(shè)計(jì))-2024-2025學(xué)年七年級(jí)語(yǔ)文下冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)(統(tǒng)編版2024)
- 《Photoshop實(shí)例教程(Photoshop 2022)第3版》全套教學(xué)課件
- 《保險(xiǎn)公司會(huì)計(jì)制度》(財(cái)會(huì)字〔1998〕60號(hào))
- 消防維??己藰?biāo)準(zhǔn)
- 杭州職高招生試題及答案
- 沒(méi)有結(jié)婚證分手協(xié)議書(shū)(2025年版)
- 2024江蘇南通高新控股集團(tuán)及下屬子企業(yè)招聘9人筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
- 食品合規(guī)管理職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
- 2025年電信轉(zhuǎn)正面試題及答案
- 2025年美術(shù)國(guó)家考試試題及答案
- 環(huán)境行政執(zhí)法與刑事司法銜接的法律困境與破局之道:基于典型案例的深度剖析
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論