实验二液体饱和蒸气压的测定

实验二液体饱和蒸气压的测定(一卜实验目的1 掌握纯液体饱和蒸气压与温度的关系。2 熟悉用克-克方程计算摩尔气化热。3 掌握测定液体饱和蒸气压的方法。(二卜实验原理在一定温度下，气液平衡时的蒸气的压力叫做该液体在该温度下的饱和蒸气压，蒸发1摩尔液体所需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔气化热。饱和蒸气压与温度的关系服从克拉贝龙-克劳修斯方程式：(2 1)d(ln p/p) vapHm2dTRT式中：R 摩尔气体常数； vapH m 液体的摩尔气化热。在一定的外压下，液体加热，当饱和蒸气压等于外界压力时，液体“沸腾”，其对应的温度称为沸点。而饱和蒸气压恰为1.01325105 Pa时，所对应的沸点称为该液体的正常沸点。如果温度改变区间不大，则可把 vapHm视为常数，将上式积分得In P / P= vapHm 丄 CR T(2 2)1以ln P/ P对作图，即得一条直线，其斜率应为T/K vapH mR所以 vapH m = - R m(2 3)测定饱和蒸气压常用的方法有两种：1. 动态法其中常用的有饱和气流法，即通过一定体 积的待测液体所饱和的气流，用某物质完全吸 收，然后称量吸收物增加的重量，求出蒸气的 分压力。2. 静态法把待测物质放在一个封闭体中在不同温度 下直接测量蒸气压或在不同外压下测液体的沸 点。本实验采用静态法。静态法的测定仪器如图 2 1所示的平衡管，平衡管是由三个相连的玻璃球a、b和c组成。a球中储存有待测液体，b、c球中的待测液体在底部用玻璃管连通。当 a、b球的上 部纯粹是待测液体的蒸气， 而b球与c球之间的管中液面在同一水平时， 则表示加在b管液 面上的蒸气压与加在 c管液面上的外压相等。 此时液体的温度即是体系的气液平温度， 亦即 沸点。待测液体的体积占 a球的2/3为宜。图2 一I平衡管（三）、仪器与药品SYP I玻璃恒温水浴、SWC智能数字恒温控制器、缓冲储气罐、蒸气压测定装置、DPA精密数字压力计、SHZ 一川循环水式真空泵、乳胶管、真空管异丙醇（AR）（四）、实验步骤1 体系减压，排除空气按图2 2将仪器装好。在开始实验前要检查装置是否漏气，关闭储气气罐的平衡阀2,打开进气阀和平衡阀 1,开动水泵，当测压仪的示数为 -5060kPa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。若体系不漏气，则在平衡管的a球中装入2/3体积的异丙醇，在 b、c球之向的U形管中也装入少量的异丙醇。U形管中不可装太多，否则既不利于观察液面，也易于倒灌。将平衡管安装到装置上，通冷凝水，同时开始对体系减压至真空度达-90kPa以上，减压数分钟以赶净平衡管中的空气，然后关闭进气阀。2.测量不同温度下的饱和蒸气压将恒温槽恒温至30C，慢慢打开平衡阀 2,当b、c球之间的U形管内两液面相平时， 立即关闭平衡阀2,读取测压仪的真空度示数。此后，依次将恒温槽恒温至 32C、34C、36C、38C、40C、42C、44C、46C、48C、50C分别测其饱和蒸气压的真空度。实验完毕后，打开平衡阀2通入大气后方可关闭水循环泵，否则可使水泵中的水倒灌入系统。图22液体饱和蒸气压测定装置1平衡管2冷凝管3恒温槽4 联接接口 5 真空管6 储气罐7进气阀8 平衡阀29平衡阀1 10 数字压力计11 温度计探头12 搅拌器13 恒温控制器（五）、实验记录与结果处理1 .实验记录室温：2CPa（大气压）： 101.78 日期： 3.27温度（C）3032343638404244464850实际温度（C）30.132.034.136.038.140.142.044.146.048.150.0真空度-88.8-87.6-86.4-85.2-84.0-82.9-81.7-80.5-79.3-78.4-77.1(kPa)22577012044蒸气压12.914.115.316.517.718.820.021.222.423.324.6P(kPa)663118768441/T(K T)0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.003303273253233213193173153133123109.479.559.639.719.789.849.909.9610.010.010.1Ln (P/pa)086226752612.数据处理（1）温度、压力数据列表，算出不同温度的饱和蒸气压。1（2）ln P/P对 作图，求直线的斜率 m= -3241.5T/K1/TlnP/LP天系图lnP/P 一线性(lnP/Pj)0. 0030. 0030.0030. 003°-<y = -3241. 5x+20,1731/r3. 求异丙醇的摩尔气化热由直线的斜率计算异丙醇的摩尔气化热 vapH m = - R m = 26.946kJ/mol（五）、注意事项1 平衡管的U型管中不可装太多异丙醇，否则即不利于观察液面，也易于倒灌。2 在体系抽空后，先保持一段时间，待空气排空后，方可继续做下面的实验。3实验结束后，一定要先将体系放空，再关闭循环水泵，否则可能使水泵中的水倒灌 入系统。（六）、思考题1 为什么平衡管a、b之间的空气要赶净？怎样判断空气已被赶净？答：若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸汽压，而是与空气的混合压力，它不 能用克-克方程来描述。在大气压测定沸点若几次测定值在误差范围值之内认为空气已经被赶干净。为了防止空气倒灌， 可在读取温度和压力数据后立即重新加热水浴，或迅速使系统减压2.本实验的主要误差有哪些？答：当地大气压，判断液面是否相平的标准，液面相平时数据的采集都会对实验结果造 成影响。