10实验十液体饱和蒸气压的测定.doc

物理化学实验物 理 化 学 实 验 报 告化041 柳敏 3040821025同组人 宣雨液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1. 了解用等压管法测定乙醇的饱和蒸气压的原理。2. 学会温度计与气压计的使用及其读数的校正方法，熟悉恒温槽的构造和真空泵的使用。二、实验原理在一定温度下，液体与其自身的蒸气达到气液平衡时蒸气的压力，称为该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。液体的饱和蒸气压是温度的函数，温度升高时，其蒸气压增大。当液体的蒸气压等于外压时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。对于液气平衡体系，若气体是理想气体，蒸气压P与热力学温度T的关系，可用克劳修斯一克拉贝龙方程表示： (101)式中：摩尔气化焓(Jmol-1)R 摩尔气体常数(8.314Jmol-1K-1)P 温度T时液体的蒸气压(Pa)P0 标准压力(1.0132105Pa)若温度在较小的范围内变化，则可以近似地看作常数，积分(101)式可得： (102) (103)式中：B积分常数。若将lnP/P对1/T作图应得一直线，其斜率为K，通过斜率就可求得摩尔气化焓，同时从图上可求出标准压力时液体的正常沸点。三、仪器与试剂等压管1支、冷凝管1支、稳压瓶1个、负压瓶1个、恒温水浴1套、真空泵1台、压力计1台。无水乙醇(分析纯)。四、实验步骤1. 实验装置的安装按图101安装好整套装置，并把无水乙醇装入等压管中，使液面在等压管的2/3处。2. 减压与检漏将H活塞与活塞G相通，打开活塞I、F和G，用真空泵抽气到压力计度数为500mmHg左右时，关闭活塞F和G。等待片刻后，依次打开活塞G、F，观察压力计度数是否减小，判断系统相关部分是否漏气。A B CFGIH86752341图10-1 纯液体饱和蒸气压测定装置1.等压管；2.冷疑管；3.搅拌器；4.加热器；5.温度计；6.稳压瓶；7.水银压力；计8.储气瓶(负压瓶)3. 升温开动恒温水浴槽搅拌器，调节加热器设定初始温度为40，当恒温槽水浴温度达到40时，开始自动保温。4. 排气当水浴温度超过35，等压管内液体开始沸腾，大量气泡通过液栅B管排出。沸腾35min(每秒钟约排出34个气泡，若达不到此速度，可用真空泵抽气，适当增加负压。)就可以除去AC间的空气及溶解在液体中的空气。5. 蒸气压的测定排完气后，将活塞H与大气相通，使体系通过毛细管缓慢吸入空气逐渐升高压力，直到稳压瓶中的压力等于蒸气压时为止，即BC液面相平，迅速记录此时水浴的准确温度T以及压力计的读数h。继续加热水温，加热过程中适当调节活塞H，使液体不激烈沸腾，当温度升高35时再重复上述步骤。直至升温到75附近，共测67个点即可。由压力计可知P=P h (104)式中：P饱和蒸气压；P室内大气压(由气压计读出，并经校正的值，参阅附注1)；h由压力计算读出的h，并经校正的值，参阅参考资料2。6. 结束实验结束后，将系统与大气相通，关闭加热器，整理实验台。五、注意事项1. 等压管中AC液面间的空气必须排净。2. 在操作过程中要防止气体倒吸，即B处气体通过液栅吸入AC的空间。一旦倒吸，重新排气。3. 在升温时，需随时调节活塞H，避免液体激烈沸腾。六、数据处理T/K313.15318.15323.15326.15329.15333.15337.15P始/mmHg514P计/mmHg491469445420394361315Po/mmHg739P/ mmHg23456994120153199lnP/Po-1.06578-0.98395-0.90171-0.82268-0.74662-0.65773-0.545691/T0.0031930.0031430.0030950.0030660.0030380.0030020.002971作lnP/P1/T图，从直线斜率求平均摩尔气化焓，将直线延长到P=101.32kPa处，求无水乙醇的正常沸点。K=9629 vapHm=KR=96298.0314=80.06KJ/molTb=351.55K(78.3)七、思考与讨论1 说明饱和蒸汽压，正常沸点，沸腾温度的含义。答：在一定温度下液体与其自身的蒸汽达到气液平衡时，蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。正常沸点是指外压等于标准压力时液体沸腾，此时的温度即为该液体的正常沸点。当液体的蒸汽压等于外压时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。2 克劳修斯克拉贝龙方程在什么条件下才能应用？为什么本实验测德只是平均蒸发焓？答：条件：对于液气平衡体系，气体是理想气体。 因为温度在较小的范围内变化时,vapHm可近似的看作常数,对 dln（P/Po）/dT=v