饱和蒸气压的测定

饱和蒸气压的测定 材化14化学 王壮 1409401080 实验时间:2016.11.14 一、实验目的 1.明确液体饱和蒸汽压的意义，熟悉纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系以及克劳休斯-克拉贝农方程。 2.了解静态法测定液体饱和蒸汽压的原理。 3.学习用图解法求解被测液体在试验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。 二、实验原理 1.热力学原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大;温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变。当外压为101.325kPa时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式示: dlnp?vapHm (1) ?dTRT2 式中，R为摩尔气体常数;T为热力学温度;ΔHm为在温度T时纯液 体的摩尔气化热。 假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得: vap lnp???vapHm1??C (2) RT ?vapHm R，其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对1/T作图，应为一直线，直线的斜率为? 由斜率可求算液体的?vapHm。 2.实验方法 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置。 衡管由A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。可见，利用平衡管可以获得并保持系统中为纯试样时的饱和蒸汽，U形管中的液体起液封和平衡指示作用。 三、实验: 1、安装仪器 等待测液体(本实验是环己烷)装入平衡管，A球内约占4/5体积，此时U型管内不能有液体。再按照图一装妥个部分。 2、抽真空、系统检漏 将进气阀、阀2打开，阀1关闭。抽气减压 至压力计显示压差为-80KPa时关闭进气阀和阀2，如压力计示数能在3-5min内维持不变，则系统不漏气。 3、排除AB弯管空间内的空气和形成液封 打开阀1，恒温槽温度调至比次大气压下待测液沸点高3-5?，如此沸腾3-5min，停止加热，关闭阀1 4、环己烷饱和蒸汽压的测定 当b、c两管的液面到达同一水平面时，立即记录此时的温度和压力，并打开阀2，使测量系统的压力减小5-7kPa，液体将重新沸腾，又有气泡从平衡管冒出，关闭阀2，继续降低水温。当温度降到一定程度时，B,C液面又处于同一水平面，记录此时的温度计压力计读数。 重复上述操作，每次使系统减压5-7kpa，测至少8组数据。 实验结束后，先将系统排空，然后关闭真空泵。 四、数据记录与处理 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 室温:25C 大气压:101.805 p/10Pa 3o t液=330.45K t环境/K b t测/K a ?t c lgp 1000 t测 101.805 101.805 97.805 93.939 89.806 85.806 81.807 77.807 73.674 69.941 65.808 61.808 57.809 53.809 353.45 353.65 351.46 350.04 348.55 347.06 345.75 344.05 342.85 341.05 339.55 338.65 336.95 334.85 302.15 302.35 301.85 301.45 300.05 299.55 299.65 299.95 298.85 298.65 297.95 298.15 298.05 297.85 0.008238 0.008239 0.007964 0.007799 0.007783 0.007622 0.007394 0.007071 0.007054 0.006796 0.006666 0.006489 0.006230 0.005924 5.008 5.008 4.990 4.973 4.953 4.934 4.913 4.891 4.867 4.845 4.818 4.791 4.762 4.731 2.829254 2.827654 2.845274 2.856816 2.869029 2.881346 2.892263 2.906554 2.916727 2.932121 2.945074 2.952901 2.967799 2.986412 a水浴温度b环境温度c露茎校正温度 以lgp对1000/t观作图 lgp 1000/T 带入公式lnp???vapHm1??C得: RT?vapHm?33988.6J/mol，相对误差?? 环己烷的正常沸点:T?352.56K ?vapHm??vapHm??vapHm??16%