74 实验七十四 纯液体饱和蒸气压的测量.doc

第一部分：思考题实验七十四 纯液体饱和蒸气压的测量1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理。 2. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？3. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，平衡管的U形管中的液体起什么作用？冷凝管又起什么作用？4. 在纯液体饱和蒸汽压测定中，如何检查体系是否漏气？能否在热水浴中检查体系是否漏气？5. 说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。6. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力？7. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，何时读取数字式压力表的读数？所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压？8. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，测定沸点的过程中，若出现空气倒灌，则会产生什么结果？9. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，测量过程中，如何判断平衡管内的空气已赶尽？10. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中应注意些什么？11. 若用纯液体饱和蒸气压测量装置测量易燃液体的饱和蒸汽压，加热时应注意什么？12. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，为什么ac弯管中的空气要排除净，怎样操作，怎样防止空气倒灌?13. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，如果平衡管B、C内空气未被驱除干净，对实验结果有何影响？14. 克克方程式在什么条件下适用？15. 用纯液体饱和蒸气压测量装置，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，在加热时应该注意什么问题？16. 能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压，为什么？17. 液体饱和蒸汽压的测定实验中为什么要测定不同温度下样品的饱和蒸汽压？18. 你所用的每个测量仪器的精确度是多少? 估计最后所得到的汽化热应有几位有效数字? 19. 若要测量当天大气压下纯液体的沸腾温度，该如何操作？20. 纯液体饱和蒸汽压的测定实验中产生误差的原因有哪些?第二部分：参考答案实验七十四 纯液体饱和蒸气压的测量1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理。 答：在通常温度下，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： (1)假定vapHm与温度无关或温度范围较小，vapHm可以近似作为常数，积分上式，得： (2)在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lnp对作图，应为一直线，直线的斜率为，由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热vapHm。2. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？答：控制减压速度，防止空气倒灌。3. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，平衡管的U形管中的液体起什么作用？冷凝管又起什么作用？答：平衡管的U形管中的液体起密封液体隔绝空气，同时判断平衡，即测量纯液体蒸汽压的作用；冷凝管冷却环己烷蒸汽。4. 在纯液体饱和蒸汽压测定中，如何检查体系是否漏气？能否在热水浴中检查体系是否漏气？答：关闭储气气罐的平衡阀l，打开进气阀和平衡阀2，开动真空泵，当测压仪的示数为-50-60kPa时，关闭进气阀，观察测压仪读数，若读数不变，则系统不漏气；若真空度下降，则系统漏气，要查清漏气原因并排除之。不能在热水浴中检查体系是否漏气，因为随着温度升高，体系内的压力增大，也会导致真空度下降。5. 说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。答：在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸气压。这里的平衡状态指的是动态平衡。在某一温度下，被测液体处于密闭真空容器中，液体分子从表面逃逸成蒸气，同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相同时，就达到了动态平衡，此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热 。蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，当外压为p(101.325kPa)时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。6. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力？答：系统的压力=室温下的大气压+数字是压力表的读数（为负数）7. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，何时读取数字式压力表的读数？所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压？答：当B、C两管中的液面平齐时，就读取数字是压力表的读数；不是，液体的饱和蒸汽压=室温下的大气压+数字是压力表的读数（为负数）8. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，测定沸点的过程中，若出现空气倒灌，则会产生什么结果？答：测定沸点的过程中，若出现空气倒灌， B，C两管液面平齐时，液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压，使得所测沸点偏低。9. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，测量过程中，如何判断平衡管内的空气已赶尽？答：在系统不进空气的情况下，重复测定室温下纯液体的饱和蒸汽压三次，若连续三组实验在室温大气压下所得的沸点在误差范围内，则表明空气已排尽。10. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中应注意些什么？答：（1）减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。（2）必须充分排除净AB弯管空间中全部空气，使AB管液面上空只含液体的蒸气分子。（3）AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。（4）测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即打开活塞9抽气减压或加热，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排除净AB弯管内之空气。（5）注意在停止抽气时，应先把真空泵与大气相通，打开平衡阀l通大气后方可关闭真空泵，否则可能使真空泵中的油倒灌入系统。11. 若用纯液体饱和蒸气压测量装置测量易燃液体的饱和蒸汽压，加热时应注意什么？答：不能用明火直接加热12. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，为什么ac弯管中的空气要排除净，怎样操作，怎样防止空气倒灌?答：本实验采用静态法（降温法）测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压。平衡管由A球和U型管B、C组成，如图74-1所示。平衡管上接一冷凝管 ，以橡皮管与缓冲储气罐（缓冲储气罐与数字压力计）相连。A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的蒸气压(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。用当时的大气压减去数字式气压计的气压值，即为该温度下液体的饱和蒸气压。可见本实验测量沸点的依据是当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的蒸气压(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。测定沸点的过程中，若ac弯管中的空气没有排除净，当B，C两管液面平齐时，液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压，使得所测沸点偏低。操作：转动平衡阀l使系统与大气相通。开动搅拌器，并将水浴加热。随着温度逐渐上升，平衡管中有气泡逸出。继续加热至正常沸点之上大约3左右。保持此温度数分钟，以便将平衡管中的空气赶净。系统空气被赶净后，停止加热。让温度缓慢下降，C管中的气泡将逐渐减少直至消失。C管液面开始上升而B管液面下降，严密注视两管液面，一旦两液面处于同一水平时，记下此时的温度。在系统不进空气的情况下，重复三次，若三组实验在室温大气压下所得的沸点在误差范围内，则表明空气已排尽。当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即缓缓打开进气阀2抽气减压或加热，可防止空气倒灌。13. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中，如果平衡管B、C内空气未被驱除干净，对实验结果有何影响？答：如果平衡管B、C内空气未被驱除干净，测定沸点的过程中， B，C两管液面平齐时，液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压，使得所测沸点偏低。内压-大气压=所测压力=饱和蒸汽压+空气压力，而一定温度下饱和蒸汽压一定。则所测内压增大。你计算出来的饱和蒸汽压就比真实的大。14. 克克方程式在什么条件下适用？答：克克方程式适用于纯物质两相平衡，其中一相是气相，且可看成理想气体。15. 用纯液体饱和蒸气压测量装置，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，在加热时应该注意什么问题？答：不能用明火加热16. 能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压，为什么？答： 不可以，因为在纯液体的饱和蒸气压仅随温度的改变而改变，温度一定其饱和蒸气压为定值，在一定外压下沸点为定值。如果是溶液，其饱和蒸气压随温度和组成的改变而改变，在一定外压下，其沸点会随溶液组成的改变而改变，其没有确定的沸点，而是一段沸程。 17. 液体饱和蒸汽压的测定实验中为什么要测定不同温度下样品的饱和蒸汽压？答：纯液体的蒸汽压是随温度变化而改变的，温度升高，蒸汽压增大；温度降低时，则蒸汽压减小。液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： (1)假定vapHm与温度无关或温度范围较小，vapHm可以近似作为常数，积分上式，得： (2)在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lnp对作图，应为一直线，直线的斜率为，由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热vapHm。18. 你所用的每个测量仪器的精确度是多少? 估计最后所得到的汽化热应有几位有效数字? 答：精密温度计0.01，U型压差计0.01mm。最后所得到的汽化热应有4位有效数字。19. 若要测量当天大气压下纯液体的沸腾温度，该如何操作？答：转动平衡阀l使系统与大气相通。开动搅拌器，并将水浴加热。随着温度逐渐上升，平衡管中有气泡逸出。继续加热至正常沸点之上大约3左右。保持此温度数分钟，以便将平衡管中的空气赶净。系统空气被赶净后，停