饱和蒸气压的测定

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1、、 实验目的：1. 掌握液体沸点与蒸汽压的测定方法。2. 掌握初步的真空技术、数字压力计的正确用法二、主要实验原理： 在一定温度下，某纯液体与其气相达成平衡时的压力，成为该温 度下该液体的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压与温度的关系可用 Clapeyrom-Clausius 方程来表示：dlnP/dT=A H /RT2(1)vap m H :摩尔汽化热Jmol-i)R:气体常数(8.314Jmol-】K-i)m若温度改变的区间不大, H可视为为常数(实际上厶H与温度有关)。积分上式得：InP二A -A H /RT(2)m或lgP=A-B/T(3)常数 A=A /2.303 , B=A H/2.303RT

2、。vap m(3) 式表明lgP与1/T有线性关系。作图可得一直线，斜率为TB。因 此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热H。m H=2.303RB(4)m当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温 度称为液体的正常沸点。在图上,也可以求出液体的正常沸点。 液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：1. 静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。2. 动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。3. 饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使 之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。 本实验利用第二种方法。此法基于在沸点时液体

3、的饱和蒸汽压与外压 达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的 饱和蒸汽压。三、实验仪器及试剂汀屮”品2；zJ 右叽 J 曲F空羽率；,如金1吐jJR;蒸八、纯液体饱和蒸汽压测馏水。四、简述实验步骤（1）抽气检漏开启压力机电源并预热5T0min,开启真空泵电源开关，将其橡皮管与系统连接，缓慢打开两通活塞，将装置抽空至系统压力比外界低 80kPa 左右后,关闭两通活塞,记录压力值, 10min后在记录压力值,两次数值基本不变,则可以进行试验,反之,则需仔细检查各街口处密封情况,直至不漏气为止。然后缓慢打开排空活塞放入空气,至真空度为零。2 ）打开冷凝水,同事加热水浴至沸腾,维持

4、5 - 1 0 m i n ,将空气赶净后停止加热。（3）关闭排空活塞,并开启真空泵,缓慢打开抽气活塞,是真空 度达10kPa左右停止抽气。待平衡管中部的液体两端液面平齐时，准 确记下温度和相应的压力值。（4）然后又及时缓缓打开抽气活塞，重复步骤（3），测量其相应的 沸点及压力。如此连续测定5-6 次，即可终止试验。（5）及终了必须记录室温与大气压数值，室温取平均值，大气压按下式（ a _ B ）卜式：p = P 1 -H t0 大气（1 + a丿进行校正后取平均值，上式中t为大气压计的温度（C）； a为 水银体积膨胀系数，每度取0.0001818； ”黄铜的线膨系数，每度取 0.000018

5、4； p 为气压计的读数。（ 6）实验完毕，经教师检查仪器、设备是否清洁还原，数据记录 是否完整后，方可离开。（ 7）数据处理 将数据列表格：室温，大气压，沸腾温度，压力差，温度及压力。 作lg（P/P）-丄/K直线图，求其斜率，并按公式计算出水在试验温度范围aT内的平均摩尔蒸发焓A H。vapm 从图上求取外压为101.325kPa时水的沸点。五、实验数据及数据处理水的饱和蒸气压的测定实验的数据（P大气=101.325Pa，T室温=30.5C）水的饱和蒸气压测定的相关数据PPa表压水浴温度t/C饱和蒸气P=P - P0表压lg(P/Pa)丄/K T930291.3920234.96390.0

6、02741886787.29824584.916230.002772696485.53743614.871350.002793575183.1655744.816730.002814489180.17564344.751540.002835586777.99454584.657610.002856288775.5384384.584760.002877156467.62297614.473650.00293根据上述表格做出lg(P/Pa)- ；/K图如下4.84.60.00280.00291/T /K0.00274.4Equati ony = a + b*xWeightNo Weighti n

7、gResidual Sum of Squares0.01269Pearsons r-0.9824Adj R-Square0.96013ValueSta ndard Errorlg(P/Pa)lg(P/Pa)In terceptSlope11.52261-2394.109830.48992172.03391lg(P/Pa)Linear Fit of Sheetl lg(P/Pa)0.0030Y = A + B * XA=11.52261, B=-2394.10983，根据 Clapeyron-Clausius 方程的积分关系式 lg( p/P = vapHm + C)，由斜率 B=_-2394.

8、10983=vapHm 计算得a2.303RT2.303RA H 二44.88kJmol-i，vap mEr= 44.88 42.9 *100%=6.63%42.09六、结论及误差分析实验达到了预期的目的，掌握液体沸点与蒸气压的测定发放；初步掌握真空技术、数字压力计的正确用法；测定饱和蒸气压与文献值42.09 kJ-mol-1 有一定误差。误差分析：(1)可能是平衡管中液体平衡判断时稍有误差。(2) 等位计球内液面上空的空气没有完全排净。(3) 仪器可能存在的细微误差。(4) 读数时稍有误差七 、注意（1）实验前必须检查气密性。（2）整个实验过程中，应保持等位计球内液面上空的空气排净。（3）抽气的速度要合适。（4） 实验过程中需防止等位计管中的液体倒灌入等位计球内，带入空气使实验数据偏大。