純液體飽和蒸汽壓的測量試驗報告

1、共享知識分享快樂實驗一純液體飽和蒸氣壓的測量一、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 蒸氣壓與溫度的關系公式一一克勞修斯一克拉貝龍方程式。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 術。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)lmol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

2、子的動能有關。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latm （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系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示為：din _ 詁mdr RT2式中，R為摩爾氣體常數(shù)；T為熱力學溫度；哪為在溫度T時純液體的 摩爾氣化熱。 假定哪與溫度無關，或因溫度范圍較小，哪H,”可以近似 作為常數(shù)，積分上式，得： 玉如 _L + CR T其中C為積分常數(shù)。曲此式可以看出，以In”對1/T作圖，應為一直線，直 線的斜率為-厶許，由斜率可求算液體的哪心。三、儀器、試劑蒸氣壓測定裝置 1

3、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：石設定溫度為20C,之后將進氣閥打開，調(diào)壓閥關閉，穩(wěn)定后， 關閉進氣閥，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,關閉真空泵。4. 測定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓：當溫度保持20c不變時，調(diào)節(jié)進氣閥使液面趨于等高。當液面等高時，關閉進

4、氣閥，記錄壓力表值。之后重新設 置溫度，重復操作。5. 測量溫度分別測定在 26C, 31C, 36C, 41C, 46C, 51C,56C, 61C, 66C, 71C, 76C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78.3C,標準摩爾氣化熱為38. 4 KJ/molo六. 數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理溫度/K壓強/KPaP*/KPa1/TInP*299-93. 217. 920. 0033444822.069391206304-90. 6810. 450.0032894742.346601978309-86. 614. 530.0032362462.67621

5、5478314-82. 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. 330.0029069774.209605903349-17. 0684. 070.002865334.431649785In

6、 P = -4620.71 - + 17.7230. T根據(jù)此式可求得平均摩爾蒸發(fā)焙為：、屮丹小二以/?二4620. 71*8. 314=38. 416KJ/mol.相對誤差:TP38.416-38.4038.40= 0.000416.當壓強為101. 325KPa時，代入可求得：T二79. 6C 相對誤差：-t，=害7七、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)液體快速蒸發(fā)。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，

7、防止空氣倒吸入試樣球上方空間。6. 要先關閉調(diào)壓閥后關閉真空泵。7. 必須讓等壓計U型管中液體緩沸2、3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：先設定控溫儀溫度比實控溫度低2度，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：

8、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，其沸點不穩(wěn)定，實驗操作過程中很難判斷是否已達 至|J其沸點。（7）亦十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圧，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：山于當?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，液面相平時數(shù)據(jù)的采集等