液体饱和蒸气压的测定

液体饱和蒸气压的测定 实验三 液体饱和蒸气压的测定 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。 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。 式中 是该液体的摩尔蒸发热，在温度变化范围不大是，它可以作为常数。积分上式得： C为积分常数。如果以lnp为纵坐标，1/T为横坐标作图可得一直线，此直线的斜率即为 ，由此斜率可求出乙醇的摩尔蒸发热。 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。 仪器和试剂 1.​ DP-A型精密数字压力计一台；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。 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定的最小温度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3~4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。 6、​ 实验注意事项： 1、​ 平衡管A管和B管之间的空气必须赶净。 2、​ 抽气和放气的速度不能太快，以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。 3、​ 读数时应同时读取温度和压差。 实验原始记录 温度（℃） 压力（kPa） 数据处理及讨论 1.室内气压Pa=98.30kPa t/℃ 20 25 30 35 40 45 50 T/K 293.2 298.2 303.2 308.2 313.2 318.2 323.2 P表/kPa -90.34 -89.71 -88.90 -86.14 -83.73 -73.74 -67.44 P=（P0-P表）/kPa 7.96 8.59 9.4 12.16 14.57 24.56 30.86 Ln（P/kPa） 2.150 2.240 2.498 2.745 3.201 3.429 2.绘制lnP—1/T图，由其斜率求出实验温度区间内乙醇的平均摩尔蒸发热 。 由图可得： =35.871KJ/mol 3.​ 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：0.8103 4.​ 将乙醇在不同温度下蒸气压的公认值和实验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）。 实验讨论 在测定过程中，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。而且整个操作过程都不能使装置漏气，如有漏气现象就会影响实验结果。因此一旦有漏气现象，就要进行重新抽气。 教师评价及成绩