实验02液体饱和蒸气压的测定.ppt

液体饱和蒸气的测定,一、实验目的,二、实验原理,三、药品仪器,四、实验步骤,五、实验记录,六、数据处理,八、注意事项,九、思考题,七、结果分析与讨论,实验目的,1.明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。 2.掌握用静态法测定纯液体在不同温度下饱和蒸气压的方法，并通过实验求出所测温度范围的平均摩尔汽化热。 3.熟悉和掌握真空泵和恒温槽的使用。,实验原理,在一定的温度下，纯液体与其气相达成平衡时蒸气的压力，称为该温度下液体的饱和蒸气压。液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度等因素有关。纯液体的饱和蒸气压是随温度而改变，当温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，则蒸气压减小。当蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾。我们把外压为101.325kPa的沸腾温度定义为液体的正常沸点。,对于任何纯物质的气液两相平衡体系，体系的温度与饱和蒸气压的关系符合克拉贝龙方程式（Clapeyron equation)，即 式中： vapH为该液体的蒸发热； vapV为（Vg-Vl）即液相转化为气相的体积差；,因为Vg大大于Vl，所以，Vl可忽略不计。 并假设蒸气为理想气体，且当n=1mol时，那么,式中：P-液体饱和蒸气压，Pa； T-温度，K； R-气体常数，8.315J/Kmol； vapHm -摩尔蒸发热，J/mol,作 关系直线, 其斜率k为 截距为 平均摩尔蒸发热vapHm 即可求得。 当P=101.324kPa、k、C代入上式，即求得正常沸点温度T。,测定饱和蒸气压常用的方法：,1.动态法： 常用的有饱和气流法，即通过一定体积的已被待测溶液所饱和的气流，用某物质完全吸收。然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸气的分压力。 2.静态法： 把待测物质放在一个封闭体系中，在不同的温度下，直接测量蒸气压或在不同外压下测定流体的沸点。 本实验采用静态法。,药品仪器,1.2XZ型旋片式真空泵； 2.HLP03A型低真空计（含压力传感器）； 3.磁力加热搅拌器； 4.7403型电子继电器； 5.接触温度计、玻璃温度计； 6.平衡管、缓冲瓶； 7.秒表； 8.苯（AR）； 9.等等。,2XZ型旋片式真空泵,HLP03 A型低真空计,磁力加热搅拌器,实验步骤,熟悉实验装置及抽气流程,检查平衡管中苯的量是否符合要求,打开平衡管的冷凝水,检查系统是否漏气,确定温度恒温后开始抽气,放气平衡读取数据,温度调高2-3 重复5-6步，测8-10点数据,1.熟悉实验装置及抽气流程,2.检查平衡管中苯的量是否符合要求,（1）平衡管A球中苯液面高于2/3，U形管中苯液面有1/2高，即能满足实验要求。 （2）不满足上述要求，即需重新补加苯的量，至满足要求为止。 （3）如果平衡管中有异物或有颜色（苯为无色），需倒出原液体，用苯清洗平衡管，然后装苯至满足要求为止。,3.打开平衡管的冷凝水,实验前先打开平衡管的冷凝水，流量适量即可。（为什么实验前要先打开平衡管的冷凝水？）,4.检查系统是否漏气,（1）首先熟悉抽气系统及活塞3（起始处关闭状态）的操作； （2）启动真空泵，缓慢调节活塞3（以形管中的气泡速度适中为准）抽气至60KPa左右，之后关闭活塞3； （3）打开秒表，5min后，观测前后压力变化是否超过100Pa，如果没有即可进入实验阶段，如果超过即检查各接口，然后重新抽气检查。,5.确定温度，恒温后开始抽气,（1）调节接触温度计，确定起始温度（比水温高1-2即可），同时启动磁力搅拌器； （2）恒温后，启动真空泵，调节活塞3 ，保持形管中的气泡速度适中即可（为什么？）； （3）气泡速度过快，却调节活塞3 ，缓慢放点空气抑制气泡速度过快（为什么？） ； （4）连续抽气20min后，却调节活塞3 ，缓慢放点空气，使形管中的苯左右平衡，即记下压力和温度；,6.放气平衡读取数据,连续抽气20min后，却可调节活塞3，缓慢放点空气，使形管中的苯左右平衡，同时记下压力和温度；,7.调温，重复5-6步实验,（1）调节接触温度计，温度调高2-3，加热至恒温（加热过程中，为什么不能同时抽气？）； （2）重复5-6步，测8-10点数据； （3）实验结束，先关闭真空泵，调节活塞3缓慢放气，至常压后再关闭其它开关。,实验数据记录,实验日期： ；室温： ；气压： Pa,数据处理,1.计算lnP、T-1，P单位为Pa, T=273.15+t, lnP取至小数点后第三位，T-1取四位有效数字（附表）。 2.作lnP-T-1关系直线图，计算直线斜率k（附图）； 3.计算苯的平均摩尔蒸发热vapHm； 4.确定直线截距C； 5.计算标准压力下苯的正常沸点Tb。,附表：,P单位为Pa， T=273.15+t,x1,x2,0,y1,y2,A,B,T-1(1/K),lnP(Pa),lnP-T-1关系直线图,苯的平均摩尔蒸发热vapHm,确定直线截距C,取任意一点（lnP和T-1），代入上式即求出C值。,标准压力下苯的正常沸点Tb,取标准压力（P=101.325KPa）代入下式，即可求出苯的正常沸点Tb值。,文献值：,苯在标准压力下， 正常沸点Tb=80.10 平均摩尔蒸发热vapHm =30.765KJ/mol 要求: logpT-1线性关系的相关系效r0.999。在实验温度范围内得出平均摩尔蒸发热和正常沸点与文献值对照，其相对误差应在2以内。,实验结果与讨论,结果：实测值为Tb= vapHm= 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？,注意事项：,1.检查球形、形管中苯的量是否符合要求； 2.检查系统是否漏气：抽至压力小于60kPa以下； 3.利用3阀控制形管中气泡上升的速度； 4.加热时，请不要抽气； 5.实验结束后，向平衡管通入大气时的速度也要缓慢。,思考题,1.静态法测蒸气压的原理是什么？ 2.能否在加热情况下检查是否漏气？ 3.如何判断等压计中试