飽和蒸汽壓的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告-2

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：資環(huán)學(xué)院專業(yè)：環(huán)境工程班級(jí)：環(huán)境131班姓名學(xué)號(hào)同組人日期2015年4月15日指導(dǎo)教師成績實(shí)驗(yàn)名稱液體飽和蒸汽壓的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_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-克拉配龍方程的意義。掌握用靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓的方法，學(xué)會(huì)用圖解法求被測液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾汽化焓。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。儀器及試劑飽和蒸汽壓測定教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀DPCY-2C型、恒溫水槽一臺(tái)、等壓計(jì)一支、循環(huán)水式真空泵SHB-B95型一臺(tái)、真空穩(wěn)壓包WYB-ZC型一臺(tái)、乙醇、手機(jī)秒表通常溫度下（距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí)），在一真空密閉容器中，液體很快和它的蒸氣建立動(dòng)態(tài)平衡，即蒸氣分子向液面凝結(jié)和液體分子從液面逃逸的速率相等。此時(shí)液面上的蒸氣壓力就是液體在此溫度時(shí)的飽和蒸汽壓。蒸發(fā)1摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾汽化焓。液體的蒸汽壓與溫度有關(guān)。溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加劇，單位時(shí)間內(nèi)液面逸出的分子數(shù)增多，蒸汽壓增大，反之，溫度降低時(shí)，蒸汽壓減小。當(dāng)蒸汽壓等于外界壓力時(shí)，液體便沸騰。此時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。外壓不同時(shí)，液體的沸點(diǎn)將相應(yīng)改變。液體飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系用克拉配龍方程式表示為：由于，故，將氣體視為理想氣體，即可得到克勞修斯-克拉配龍方程：假定與溫度無關(guān)，或因溫度變化范圍較小，可近視視為常數(shù)，積分上式得到：實(shí)驗(yàn)原理由此可以看出，測定不同溫度T下的蒸汽壓P，以對(duì)1/T作圖，應(yīng)為一條直線，直線的斜率為，由直線的斜率可求算液體的摩爾蒸發(fā)焓。實(shí)驗(yàn)步驟1.從氣壓計(jì)讀取大氣壓，并記錄。2.打開飽和蒸汽壓測定教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀電源開關(guān)，預(yù)熱5分鐘后，調(diào)量綱旋鈕到“KPa”檔，飽和蒸汽壓測定教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀通大氣，再按下“清零”鍵。3.檢查系統(tǒng)是否漏氣，關(guān)閉進(jìn)氣口4，打開閥門2、3和真空泵，抽真空2-3min，關(guān)閉閥門2，此時(shí)若數(shù)字壓力計(jì)上的數(shù)字基本不變，則說明系統(tǒng)不漏氣。否則逐段檢查，消除漏氣原因。4.測定30度下乙醇的飽和蒸汽壓。確認(rèn)系統(tǒng)不漏氣后，關(guān)閉增壓包的增壓閥，打開真空包的減壓閥，開啟真空泵約5分鐘，將系統(tǒng)中的空氣抽出這樣試樣球與U形管之間的空氣呈氣泡狀通過U形管的液體逸出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣泡成串逸出時(shí)，可迅速關(guān)閉缺抽氣閥門3，至乙醇開始沸騰，關(guān)閉減壓閥，緩慢開啟增壓閥放入空氣，直至等壓計(jì)U形管兩端頁面平齊，迅速關(guān)閉旋塞，記錄此時(shí)恒溫槽的溫度，及飽和蒸汽壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀上的壓差值。計(jì)算出所測溫度下的飽和蒸汽壓，并于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，誤差較大者，重復(fù)此步驟。5.調(diào)整恒溫槽溫度，使之升高5°C，待系統(tǒng)恒溫后，液體再次沸騰；在緩慢開啟增壓閥，緩慢放入空氣，直至等壓計(jì)兩端液面平齊，迅速關(guān)閉旋塞，記錄此時(shí)的恒溫槽的溫度，及飽和蒸汽壓教學(xué)儀上的壓差值。6.每次使恒溫槽升溫5°C，重復(fù)上述操作，直至溫度到達(dá)60°C。7.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，開啟閥門3、4，關(guān)閉教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀、恒溫水槽的開關(guān)，最后一組關(guān)閉真空泵。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄大氣壓：89.0KPa數(shù)據(jù)記錄表T/℃T/K1/TΔPP外/KPaP㏑p29.88303.030.003300-76.2489.012.762.5463134.86308.010.003247-73.2889.015.722.7549339.853130.003195-69.3389.019.672.9790944.69317.840.003146-64.589.024.53.1986749.88323.030.003096-58.5689.030.443.4157654.59327.740.003051-50.9789.038.033.6383859.52332.670.003006-42.2189.046.793.84567實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果1/T0.0033000.0032470.0031950.0031460.0030960.0030510.003006㏑p2.546312.754932.979093.198673.415763.638383.84567數(shù)據(jù)處理表1/T-㏑p圖由上圖計(jì)算出：該直線的函數(shù)式為:y=-4439.96x+17.19斜率為-4419.6由ΔvapHm/R=-4419.6可求得ΔvapHm=39.916KJ/mol實(shí)驗(yàn)問題分析與討論1.本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因有哪些？

答：當(dāng)?shù)卮髿鈮骸⑴袛嘁好媸欠裣嗥降臉?biāo)準(zhǔn)、液面相平時(shí)數(shù)據(jù)的采集

都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。2.數(shù)字壓力計(jì)中所讀的壓差值是否就是春液體的飽和蒸汽壓？答：不是。純液體的飽和蒸汽壓等于外界大氣壓加上所測得的壓差值。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：真空泵在開關(guān)之前，因系統(tǒng)內(nèi)壓力低，先通大氣，以防油泵中的油倒流使真空泵損壞。為什么等壓計(jì)中的U星形要用樣品本身作液封？答：等壓計(jì)中的U星形要用樣品本身作液封，是為了使系統(tǒng)中的液體所受壓力只與大氣壓有關(guān)，減少了其他因素的干擾，方便計(jì)算。開啟旋塞將空氣放入系統(tǒng)時(shí)，放得過多如何辦？答：打開減壓閥進(jìn)行減壓。如果產(chǎn)生了倒流現(xiàn)象得重新進(jìn)行排大氣步驟，再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。穩(wěn)壓包的作用什么？答：穩(wěn)壓包的作用是穩(wěn)定蒸氣壓力。緩沖作用。蒸發(fā)焓與溫度有無關(guān)系？答：蒸發(fā)1摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾汽化焓（蒸發(fā)焓）。因此蒸發(fā)焓與溫度有關(guān)。等壓計(jì)的原理是什么？為什么要等到等壓計(jì)兩端液面平齊時(shí)，才能記錄此時(shí)溫度及壓差值？答：等壓計(jì)就是運(yùn)用等壓原理，等到等壓計(jì)兩端液面平齊時(shí)，代表兩側(cè)產(chǎn)生的壓力相等，此時(shí)讀數(shù)才能準(zhǔn)確讀出另外一端的壓力?？?克方程在什么條件下才能應(yīng)用？答：在純物質(zhì)的兩相平衡，并且其中一相是氣相時(shí)可以應(yīng)用。因?yàn)榇藭r(shí)的氣體可以看作理想氣體，液體的體積也可以忽略不計(jì)。10.本實(shí)驗(yàn)方法能否用于測定溶液的飽和蒸氣壓？為什么？

答：溶液不是純凈物，其沸點(diǎn)不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)操作過程中很難判斷是否已達(dá)到其沸點(diǎn)。

11.如果用升溫法測定乙醇的飽和蒸汽壓，用該實(shí)驗(yàn)裝置是否可行？若行，如何操作？

答：升溫法可行。先打開閥2，關(guān)閉閥1，使儲(chǔ)氣管