物化實驗報告3-液體飽和蒸氣壓的測定

實驗目的1.掌握用等位計測定乙醇在不同溫度下的飽和蒸氣壓。2.學會用圖解法求乙醇在實驗溫度范圍內(nèi)的平均摩爾蒸氣焓與正常沸點。實驗原理一定溫度下，液體純物質與其氣相達平衡時的壓力，稱為該溫度下該純物質的飽和蒸氣壓簡稱蒸氣壓。純物質的蒸氣壓隨溫度的變化可用克拉佩龍方程表示：dP/dT=ΔvapHm/(TΔVm)設蒸氣為理想氣體，在實驗溫度范圍內(nèi)摩爾蒸氣焓ΔvapHm可視為常數(shù)。并略去液體的體積，積分得：ln(P/pa)=-ΔvapHm/R*(1/T)+C本實驗采用靜態(tài)法直接測定乙醇在一定溫度下的蒸氣壓。儀器與試劑儀器：DPCY-2C型飽和蒸氣壓教學實驗儀1套，HK-1D型恒溫水槽1套，WYB-1型真空穩(wěn)壓包1個，穩(wěn)壓瓶1個，安全瓶1個。試劑：無水乙醇。實驗裝置圖實驗步驟1.讀取室溫及大氣壓。2.裝樣。將等位計內(nèi)裝入適量待測液體乙醇，A球管約2/3體積，U形管兩邊各1/2體積，然后按圖裝好各部分。3.教學實驗儀置零。打開教學實驗儀裝置，預熱5分鐘，選擇開關打到KPa,按下面板上的置零鍵，顯示值為00.00數(shù)值（大氣壓視為0看待）。4.系統(tǒng)氣密性檢查除了真空泵前的安全瓶活塞通大氣外，其余活塞都關上，接通真空泵電源關閉與真空連接的安全瓶活塞，開始抽真空。抽氣減壓至壓力顯示-40~-53KPa時，關閉三通活塞，使系統(tǒng)與真空泵，大氣都不相通，觀察壓力示數(shù)。5.排除球管上方空間內(nèi)的空氣。打開HK-1D型恒溫電源，設定溫度為25℃，接通冷凝水，同時調節(jié)攪拌器勻速攪拌，其目的是使等位計內(nèi)外溫度平衡，用WYB-1型真空穩(wěn)壓包控制抽氣速度，抽氣減壓氣泡逸出的速度以一個一個地逸出為宜至液體輕微沸騰，此時AB彎管內(nèi)的空氣不斷隨蒸氣徑C管逸出，如此沸騰3-5min可認為空氣被排出、除干凈（壓力顯示約-94KPa）。抽氣結束后，先關閉真空穩(wěn)壓包上與穩(wěn)壓瓶相連的閥門，再關閉另一側門，打開與真空泵連接的安全瓶活塞，使其通大氣，最后關電源。6.飽和蒸氣壓的測定當空氣被排除干凈，且體系溫度恒定后，旋轉穩(wěn)壓瓶上的直通活塞H，緩緩放入空氣，直至B、C管中液面平齊，關閉直通活塞H，記錄溫度與壓力。然后，將恒溫槽溫度升高5℃，當待測液體再次沸騰，體系溫度恒定后，再次放入空氣B、C管液面再次平齊，記錄溫度和壓力，依次測定，共測5個值，升高溫度間隔為5℃。7.結束實驗實驗結束后，再讀一次，關閉電源，打開真空穩(wěn)壓包上中間的閥門將體系放入空氣，待等位計內(nèi)乙醇冷卻后，關掉冷凝管的冷卻水，整理好儀器裝置但不要拆裝置。注意事項1、抽真空前后，與真空泵連接的安全瓶，都要通大氣。2、嚴格控制抽真空速度，不可過快。觀察U型管氣泡不要成串。3、實驗結束后，一定要用真空穩(wěn)壓包上中間的閥門緩慢通大氣，防止封閉液過多流入球內(nèi)。數(shù)據(jù)記錄及處理室溫：18.5℃大氣壓（實驗前）：101.68KPa大氣壓（實驗前）：101.64KPa大氣壓（平均值）：101.66KPa1.不同溫度時，乙醇的蒸氣壓t/℃1/TK-1*103ΔP/KPaP/KPalnP/KPa25.013.354-89.4612.202.50130.003.299-86.3515.312.72935.003.245-82.3819.282.96040.013.193-79.7221.943.08845.003.143-77.0924.573.202以lnP/KPa~1/TK-1*103作圖從圖中可以看出，第2個數(shù)據(jù)點和第4個數(shù)據(jù)點在這條直線上。則直線斜率:m=(3.088—2.729）÷（3.193—3.299）=—3.38679Kpa*K直線截距C＝13.884kpa,所以直線方程為：ln(P/pa)=—3.38679（103/(t+273.15))+13.884從而得到ΔvapHm=-m×R=-(-3.38679)×8.314=28.16kJ/mol.將P=101.325代入直線方程，得到沸點Tb=92.4℃3.計算實驗的相對誤差。沸點/℃ΔvapHmkJ/mol理論值A178.442.59實驗值A292.428.16ΔA=A1-A2-14.014.43ΔA/A1