液体饱和蒸汽压的测定.docx

1、液体饱和蒸气压的测定一、目的要求 1、用静态法测定不同温度下乙醇的饱和蒸气压，进一步巩固克劳修斯克拉贝龙方程的应用。2、了解真空体系的设计.安装和操作的方法。二、试验原理一定温度下，在一真空的密闭容器中，液体很快与其蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面上逃逸的速度相等，此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压。饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯克拉贝龙方程式来表示。 2lnvapmHdpTRT式中 是该液体的摩尔蒸发热，在温度变化范围不大是，它可以作为vapmH常数。积分上式得： lnvapmHCRTC 为积分常数。如果以 lnp 为纵坐标，1/T 为横坐标作图可得

2、一直线，此直线的斜率即为 ，由此斜率可求出乙醇的摩尔蒸发热。/vapmHRA测定液体的饱和蒸气压的方法有静态法和动态法两种。静态法是在某一温度下。直接测量液体的饱和蒸气压。测量方法是调节外压与液体蒸气压相等，此法一般用与蒸气压比较大的液体。动态法是在不同外界压力下，测定液体的沸点。本实验采用静态法测定乙醇的饱和蒸气压与温度的关系，通常一套真空体系装置由四部分构成：一是机械泵、缓冲储气罐部分，用以产生真空；二是真空的测量部分，包括 DP-A 精密数字压力计；三是蒸馏瓶部分；四是温度测量部分，包括 SWQ 智能数字恒温控制器、SYP 玻璃恒温水浴。三、仪器和试剂1、仪器DP-A 型精密数字压力计一

3、台；SWQ 智能数字恒温控制器一台；缓冲储气罐一台；SYP 玻璃恒温水浴一台；U 型等压计一个、球形冷凝管一支。2、药品无水乙醇。四、实验步骤（一）压力采零将压力装置的平衡阀 1、2 全开，进气阀打开，并将玻璃活塞也打开，泄压至零，是压力传感器也大气相通，按一下采零键，以消除仪表系统的零点漂移，此时 LED 的显示为：“0000” 。并记录下室温即恒温控制器上的温度。（二）抽真空打开进气阀和平衡阀 2，关闭平衡阀 1 和玻璃活塞，将橡皮管接在平衡阀1 处的气泵口，用电动机带动抽去装置内的空气，抽至压力计上的数字显示为-92-95。（三）测定乙醇的饱和蒸气压调节智能数字恒温控制器是温度升至需要测

4、定的最小温度 25（因为室温为 23.3高于 20） ，关闭平衡阀 1，打开玻璃活塞和平衡阀 2 缓缓抽气，使试样球与 U 型压力管之间空间内的空气呈气泡状通过 U 型管中的液体而逐出，如发现气泡成串上窜，可关闭抽气活塞，缓缓打开进气活塞漏入空气使沸腾缓和。 如此慢沸 34 分钟，试样球中的空气排除后，关闭抽气活塞，小心开启进气活塞缓缓漏如空气，直至 U 型管两臂的液面等高为止，在压力表上读出压力值。按同样方法分别测定 30、35、40、45、50时的无水乙醇的饱和蒸气压。五、实验注意事项1、先开启冷却水，然后才能抽气；2、实验系统必须密闭，一定要认真检漏；3、必需让等压机 U 形管中的样液缓

5、缓沸腾 3-4 分钟后方可进行测定；4、升温时可预先漏人少许空气，以防止 U 形管中液体爆沸；5、液体的蒸汽压与温度有关，所以测定过程中须严格控制温度；6、漏气必须缓慢，否则 U 形管中的液体将充入试样球中；7、关闭阀门不可用力猛拧，否则橡胶垫圈破损，造成漏气。六、实验数据及处理1、实验数据当地大气压 P0=720mmHg=96.04kPa温度（） 30 35 40 45 50压力（kPa）-84.87 -81.42 -77.62 -72.30 -65.93t/ 30 35 40 45 50T/K 303.15 308.15 313.15 318.15 323.151/T(K-1) 0.003

6、30 0.00325 0.00319 0.00314 0.00309P 表/kPa 84.87 81.42 77.62 72.30 65.93P=（P 0-P 表 ）/kPa11.17 14.62 18.42 23.74 30.11lg（P/kPa） 1.05 1.16 1.27 1.38 1.482、绘制图 lgp-1/T，由其斜率求出实验温度区间内乙醇的平均摩尔蒸发热。vapmH由图可得： =17.0241KJ/molvapmH3、绘制 P-T 图，并求取 30和 40两处的斜率。由图可得 30时的斜率为：0.8112 40时的斜率为：0.81034、将乙醇在不同温度下蒸气压的公认值和实验

7、值在同一坐标上绘制 P-T 曲线（实验线用实线，公认值用虚线） 。七、思考题1.什么叫饱和蒸气压？答：在一定温度下，在一真空的密闭容器中，液体很快与其蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面上逃逸的速度相等，此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压。2.静态法测蒸气压的原理是什么？答：在某一温度下，直接测量液体的饱和蒸气压。测量方法是调节外压与液体蒸气压相等，此法一般用与蒸气压比较大的液体。3.对测量系统如何捡漏？答：(1)将进气阀、平衡阀 2 打开，平衡阀 1 关闭(二阀均为顺时针关闭，逆时针开启)。启动油泵加压（或抽气）至 100KPa200KPa，数字压力表的显示

8、值即为压力罐中的压力值。(2)关闭进气阀，停止抽气，检查平衡阀 2 是否开启，平衡阀 l 是否完全关闭。观察数字压力表，若显示数字降值在标准范围内(小于 0.01Kpa秒)，说明整体气密性良好。否则需查找并清除漏气原因直至合格。(3)再作微调部分的气密性检查：关闭平衡阀 1，开启平衡阀 2 调整微调部分的压力，使之低于压力罐中压力的 1/2，观察数字压力表，其变化值在标准范围内(小于0.01Kpa4 秒)，说明气密性良好。若压力值上升超过标准，说明平衡阀 2 泄漏；若压力值降超过标准，说明平衡阀 1 泄漏。4.如何判断等压计中试样球与等压计间空气已经全部排出？如未排尽空气，对实验有何影响？答：

9、U 形管中的气泡成串冒出时；减压加热，利用液体蒸汽排出空气；如果不排尽空气，会使测量值偏大。5.等位计的 U 型管内所贮液体起何作用？答：使蒸汽与外界大气隔开，起液封作用，同时也是用来判断蒸汽压与外界大气压相等的依据。6.实验时抽气及漏入空气的速度应如何控制？为什么？答：实验过程中应该缓缓的进行，因为太快会使气压变化太剧烈，损坏装置，同时会让液体外溅，影响实验效果。7.测定蒸气压时为何要严格控制温度？答：在一定的温度下,真空密闭容器内的液体能很快和它的蒸汽相建立动态平衡,即蒸汽分子向液面凝结和液体中分子从表面逃逸的速率相等.此时液面上的蒸汽压力就是液体在此温度下的饱和蒸汽压力.液体的饱和蒸汽压与温度有关:温度升高,分子运动加速,因而在单位时间内从液相进入气相的分子数增加,蒸汽压升高.8.升温时如液体急剧气化，应作何处理？答：缓缓打开进气阀，适当漏入一定空气。9.每次测定前是否需要重新抽气？答：只要在实验过程中没有发生漏气现象就不需要重新抽气。10.停止抽气之前为什么要先使机械泵与大气相通？答：在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油倒吸，造成事故。