【实验】【纯液体饱和蒸汽压的测定】.pdf

同济大学物理化学实验报告同济大学物理化学实验报告 实验名称 纯液体饱和蒸汽压的测定 姓名 李健 学号 1251654 合作者 靳凯 院系 材料科学与工程 专业班级 材料科学与工程 2012 级 2 班 实验日期 2014 3 18 一 摘要 一 摘要 饱和蒸气压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力 它是物质的特性 参数 本实验将用等压计测定不同温度下环己烷的饱和蒸气压 初步掌握真空实 验技术 并学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常 沸点 二 关键词 二 关键词 温度 蒸汽压 平均摩尔汽化热 正常沸点 三 内容简介 三 内容简介 饱和蒸气压的测定方法有动态法 静态法和饱和气流法等 本实验采用静 态法 将被测定物质放置在一个密闭的体系中 通过测定在不同外压下液体的沸 点 得到其蒸气压与温度间的关系 四 实验原理 四 实验原理 液体饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯 克拉珀龙方程式表示 C RT H p mvap ln 在一定外压时 测定不同温度下的饱和蒸气压 以 T p 1 ln作图 可得一直 线 由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热 mvapH 当外压 为 101325Pa 液体的蒸汽压与外压相等时 可从图中求得其正常沸点 平衡管由三个相连的玻璃管 a b 和 c 组成 a 管中储存被测液体 b 和 c 管 中也有被测液体在底部相通 当 a 和 c 管上部纯粹是待测液体的蒸汽 b 和 c 管 的液体在同一水平时 则加在b管液面上的压力与加在c管液面上的蒸汽压相等 该压力可由数字式真空压力计进行测定 此时液体温度即系统的气液平衡温度 五五 仪器与药品 仪器与药品 DP AF 饱和蒸气压实验装置 南京桑力电子设备厂 1 套 包括真空泵 缓 冲储气罐 数字真空计 平衡管和冷凝器等 恒温水槽 1 套 电吹风机 温度 计 分度值 0 1 0C 及 10C 各 1 支 环己烷 分析纯 氯化钠 无水氯化钙 5A 分子筛 六 实验步骤 六 实验步骤 1 1 系统检漏 系统检漏 取下平衡管洗净烘干 上端磨口涂抹真空脂后连接到系统上 冷 阱中放置冷却剂 检查系统的气密性 2 装待测液体装待测液体 取下平衡管 向其中加入环己烷液体 至a管高度的三分之二 三管基本齐平后接在装置上 3 3 抽空 抽空 接通冷却水 恒温水浴温度设为 25 开始搅拌 水温达到 25 时 将真空泵接到压力调节口接嘴上 数字压力计采零 读取实验室大气压数值 关 闭阀门 1 打开阀门 2 开启真空泵 打开阀门 3 使体系中的空气被抽出 控制 阀门 3 的开启程度 保持 1 2 秒一个气泡的鼓泡 直至a管中的液体沸腾约 3 5 分钟 关闭阀门 2 等待液体鼓泡停止 真空泵继续运行 3 分钟后 关闭阀门 3 关闭真空泵 4 4 测定 测定 观察b c管的液面 缓缓打开阀门 1 漏入空气 b c管液面平齐 时关闭阀门 1 若液柱又发生变化 通过阀门 1 2 重新调节使之平齐 稳定后 记下恒温槽温度和压力计上的压力值 5 5 升温 升温 将恒温水浴温度升高 5 度 升温过程中样为控制过度沸腾导致的样品 流失和污染真空系统 微微开启阀门 1 压制 使不产生气泡 达到设定温度后 关闭阀门 1 恒温 5 分钟 按步骤 4 的方法调节 测定新温度下的样品蒸气压 按上述方法依次测定 25 30 35 40 时样品的蒸气压 6 6 实验结束 实验结束 依次慢慢打开阀门 1 和阀门 2 使压力计恢复零位 关闭冷却水 恒温水浴和数字压力计 拔去所有的电源插头 将平衡管中样品全部倒出回收 平衡管清洗烘干备用 七 实验结果 七 实验结果 1 数据记录 大气压 KPa 温度 K 压力计 KPa 蒸汽压 KPa 100 92298 17 85 9015 02 100 96303 16 81 2819 68 100 95308 15 78 5122 44 100 95313 13 75 8325 12 2 数据处理 a P T 曲线图 b 数据表 c In p 1 T 曲线 3 结果分析 利用 origin 软件作图 根据作图数据可知 斜率为 3089 69 截距为 13 1256 可求得平均摩尔汽化热值为 25 6876KJ mol 正常沸点计算值为 90 03 摄氏度 而环己烷沸点温度文献值为 80 73 摄氏度 在没有出现操作失误的情况 下 之所以误差很大 很可能是实验数据太少 不足以拟合较为接近真实的曲线 八 思考讨论 八 思考讨论 1 1 压力和温度的测量都有随机误差 试导出压力和温度的测量都有随机误差 试导出 mvapH 的误差传递表达式的误差传递表达式 答 2 2 用此装置 可以很方便地研究各种液体 如苯 二氯乙烯 四氯化碳 水用此装置 可以很方便地研究各种液体 如苯 二氯乙烯 四氯化碳 水 正丙醇 异丙醇 丙酮和乙醇等 这些液体中很多是易燃的 在加热时应该注正丙醇 异丙醇 丙酮和乙醇等 这些液体中很多是易燃的 在加热时应该注 意什么问题 意什么问题 答 水浴温度必须控制在液体着火点以下 温度变化从高温到低温 平衡管中 氧气可提前除去 3 3 当压力 当压力p p用不同单位表示时 所计算出的用不同单位表示时 所计算