液体饱蒸气压测定

1、实验报告课程名称：实验名称：大学化学实验（P）液体饱和蒸气压的测定指导老师：实验种类：测量型实验成绩：_同组学生姓名：无【实验目的】学习测定液体饱和蒸气压的方法，认识蒸气压数据的应用。熟悉温度计的露茎校正方法。用动向法测量不相同温度下水的饱和蒸气压。【实验原理】在某一温度下，关闭系统中的液体，有动能较大的分子从液相跑到气相，也有动能较小的分子由气相回到液相，当二者速率相等时，就达到了动向平衡。此时，气相中的蒸气密度不再改变，所以拥有必然的饱和蒸气压。当液体饱和蒸气压与液体上方的压力相等时，液体就会沸腾，此时的温度就是沸点。纯液体和定组成溶液的饱和蒸气压是温度的单值函数（自由度f=1），蒸气压p

2、随温度T的变化可用Clausius-Clapeyron方程表示装dlnpvapHmdTRT2订式中：vapHm是液体的摩尔气化焓；R是摩尔气体常量。线假设vapHm与温度没关，积分式有lnpvapHmCRT式中：C是积分常数，与压力p的单位选择相关。若以lnp对1/T作图得素来线，由直线的斜率能够求出该液体的摩尔气化焓，实现由易测数据求算难测量数据（蒸发焓和蒸发熵）的目的，这正是热力学原理起作用的重要方面。相平衡计算和工业应用中常用Antoine方程描述饱和蒸气压与温度的关系lnpBACT式中：A，B，C均为Antoine常量。此时能够估计不相同温度时的摩尔气化焓平和化熵BRT2vapHmC)

3、2(TvapSmvapHmBRTT(TC)2【试剂与仪器】仪器沸点计1台；数字式真空测压仪1台；真空泵及附件1套；气压计1套；放大镜1只；温度计（分度值和1）各一支。试剂蒸馏水【实验步骤】检漏：检查旋塞地址并使系统与真空泵相连接，开动真空泵，抽气至系统达到必然的真空度后，关闭旋塞停止抽气，检查系统可否漏气。几分钟后，若数字式低真空测压仪读数基本不变，则表示系统不漏气。若有漏气，则应从泵至系统分段检查，并用真空油脂封住漏口，直至不漏为止。测量。检漏后，通冷却水至回流冷凝器。慢慢调治变压器使沸点仪中的加热丝变红，至液体沸腾。沸腾时若测量温度计上水银柱读数还在系统内，应缓慢放入少许空气，系统内压力增

4、加，直到水银柱读数露出沸点仪外合适读数为止。待温度恒定后，记下测量温度计、辅助温度计及压力计读数。再次测量。调治旋塞放入空气少许，使系统内温度增加若干。同理测定温度和压力数据，连续测量1012组数据，直至与大气完好相通。（温度平均分布）调治气压计，读取当时大气压。【数据记录与办理】实验数据校正。室温：；大气压：。（1）室内大气压力校正（室温，杭州纬度30，海拔10m）。大气压力p=（-）kpa=（2）温度计露茎校正（测量温度计至以上部分露出）。校正公式t=t1+h（t1-t2）装t1为测量温度计读数；t2为辅助温度计读数；h为测量温度计露出部分高度（以表示）h=t1；水银相对玻璃的膨胀系数。订

5、表1纯水在不相同温度下的饱和蒸气压测量数据测压仪蒸气压测量温度辅助温度校正温度校正温度1/103K1lnp读数/kpap/kpat1/t2/t/线T/KT0测量值与文件值的比较。表2水在不相同温度下的饱和蒸气压文件值温度/77798183858789蒸气压/kpa表2水在不相同温度下的饱和蒸气压文件值温度/9193959799101数据本源：浙江大学化学系主编,中级化学实验,北京:科学初版社,2005,P388。蒸气压/kpa图1水在不相同温度下的饱和蒸气压测量值与文件值的pT曲线比较lnp1/T的图线。4.水在实验温度范围内的摩尔气化焓vapHm的计算。依照lnp1/T的关系图，该直线的斜率

6、为103则-vapHm/R=103vapHm=310310J/mol=J/mol=mol查阅资料知水在80100的摩尔气化焓vapHm约为+/2kJ/mol=kJ/mol相对误差=|/=%5.依照vapHm计算水在不相同温度下的气化熵vapSm。（vapSmvapHm）T表3水在不相同温度下的气化熵计算值温度t/768084889296100温度T/K气化熵/Jmol-1Trouton规则：即对于多数非极性液体，摩尔蒸发焓与常压下沸点之间有以下近似的定量关系vapHm1Tb85Jmol显然，本次实验所测得的100水的气化熵为Jmol-1，与Trouton规则存在较大误差，所以我们能够猜想水是极

7、性液体。6.用Antoine方程描述饱和蒸气压与温度的关系BlnpATC装7.将lnp-T曲线进行拟合图3lnpT的Antoine方程拟合曲线订线获取Antoine常量A=；B=3050；C=由此能够通lnp1/(T-C)图线表现其线性关系图4lnp1/(T-C)的Antoine方程拟合图线数据本源：浙江大学化学系主编,中级化学实验,北京:科学初版社,2005,P387。依照Antoine方程估计不相同实验温度下的摩尔气化焓平和化熵Antoine常量A=；B=3050；C=BRT2vapSmvapHmBRTvapHmC)2T(TC)2(T表4水在不相同实验温度下的饱和蒸气压、气化焓与气化熵（A

8、ntoine方程值）序号实验温度t/实验温度T/蒸气压/kpa气化焓/气化熵kJmol-1/Jmol-11234567891011121314【解析与谈论】数据及误差解析（1）依照图1水在不相同温度下的饱和蒸气压测量值与文件值的pT曲线十分切合，蒸气压随温度高升而增大的趋势基真相同（2）依照图2lnp1/T的关系图线，实验中lnp1/T的线性关系十分显然，相关程度很高，求得的水的摩尔气化焓与文件数值对照，误差较小仅为%，误差产生的原因可能有：实验过程中，室内温度平和压的颠簸变化比较显然。即使对室内大气压和水银温度计露茎温度进行校正，依旧不能够消除影响。较好的方法是，对实验开始和结束时的温度平和压分别进行测量，求取平均值能够减小实验误差。Clausius-Clapeyron方程实质是Clapeyron方程的简化，其假设条件是所研究系统为纯物质的气-液两相平衡系统，忽略液体体积并假设水蒸气为理想气体；而在本实验中，为了简化成线性方程来办理又将摩尔气化焓视作常数。这