液体饱和蒸汽压与温度关系.doc

液体饱和蒸汽压与温度关系一、实验目的1. 学习动态法测定液体饱和蒸汽压与温度的关系。2. 使用克劳修斯-克拉佩龙关系式计算水的气化热。3、掌握气压计、U型管压差计夫人使用的方法和蒸空泵的使用。4、学习excel处理实验数据。二、实验原理在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力称为该温度下的饱和蒸汽压。液体的蒸汽压是随着温度的改变而改变的，当温度升高时有更多的高动能的分子能够由液面逸出，因而蒸汽压增大。当蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同，把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用户克劳修斯-克拉佩龙方程式表示： dInp/dT=H汽/RT2在温度较小的变化范围内，H汽可视为常数，对上式积分得：Inp=H汽/RT+B测定液体饱和蒸汽压的方法主要有：饱和气流法、静态法、动态法。本实验用动态法，利用当液体的蒸汽压与外压相等时液体沸腾的原理，测定液体在不同外压时的沸点就可求出不同温度下的蒸汽压。优点是对温度的控制要求不高，对于沸点低于100 的液体，如四氯化碳、丙酮、氯仿等也可达到一定的精确度。饱和气流法不仅可测液体三、仪器与试剂1. 仪器：三颈烧瓶 1个 冷凝管 1只 水银温度计 1只 水银温度计 1只 电热套（300-500W）1个 真空泵及附件 1套2. 试剂：蒸馏水四、主要实验步骤1、 准确读取实验时的大气压,实验结束的时候在读一次,取平均值。2、先用洗液清洗三颈瓶,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗两次。瓶内加约1/2的蒸馏水,加入少许沸石。测温的温度计用纱布包裹,部分浸入水中。用橡皮筋将测环境温度的温度计绑在一起,但要能移动,作露茎校正。3、系统检漏:启动真空泵,系统减压53-63Kpa后,关闭真空泵,5分钟后系统压力不在发生变化,则属于正常。否则，检查各连接处是否漏气，可用少许真空酯涂在该处。4、测定水在不同外压下沸腾的温度：启动真空泵，让体系压力低于环境压力 40-53KPa左右。加热，让水平稳的沸腾，调整测露茎的温度计水银球于测体系温度的温度计汞柱露出部分的中部。隔2-3分钟读数，两次读数基本没有变化时，记录t观和t环，同时记录压差计的读数。降低体系与环境的压差3-4Kpa，同样测定。直到体系与环境无压差，测定不少于10次。五、数据处理与结果讨论1、实验前后平均气压和温度计算P初=97.42KPa P终=97.70KPa P均=97.56 KPa t初=17.80C t终=18.70C t均=18.30C2、水在不同大气压下沸腾的温度相关数据的记录与处理表1t环 /0Ct校 /0CT /0C1/TP /KpaP /KpalnP23.40 83.80 356.95 0.0028 41.33 56.2 10.94 23.00 86.58 359.73 0.0028 35.10 62.5 11.04 23.10 88.12 361.27 0.0028 31.22 66.3 11.10 23.00 89.76 362.91 0.0028 27.06 70.5 11.16 23.50 91.20 364.35 0.0027 23.30 74.3 11.22 23.10 92.70 365.85 0.0027 19.26 78.3 11.27 23.10 94.08 367.23 0.0027 15.64 81.9 11.31 23.90 95.30 368.45 0.0027 11.48 86.1 11.36 23.80 96.95 370.10 0.0027 6.83 90.7 11.42 23.80 98.09 371.24 0.0027 3.46 94.1 11.45 23.80 99.22 372.37 0.0027 0.15 97.4 11.49 根据表1数据作P-T图图1 P-T3、根据表1数据作lnP-1/T 图图2 lnP-1/T 图根据图2可知： H汽/R=4752.1，所以H汽=4752.1*R，将R=8.314J/mol/k代入上式得：H汽=39508.9J/mol=39.51KJ/mol（2）y = 4752.1x + 24.255标准大气压为105pa，则y = lnp = 11.5129带入上式得x = 0.0026814由于1/T= x，所以水的正常沸点T = 372.94K4、相对误差有相关资料可知T = 373.15K vapH汽 = 40.70KJ.mol-1则水的正沸点的相对误差：（372.94373.15）/373.15*100% = 0.056%vapH汽 的相对误差： (39.5140.70)/40.70*100% = 2.92%七、思考题 1.所测量仪器的精确度是多少？估计最后汽化热的有效数字。答：所测量仪器的精确度是0.01，最后汽化热的有效数字两位。 2.正常沸点与沸腾温度有什么不同？答：当蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同，把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。 3.如气压计读数为bar，压差计读数为mmHg，数据如何换算？答：根据1bar = 105Pa 1mmH