纯液体饱和蒸汽压的测定2013(共4页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上华南师范大学实验报告学生姓名 学号 专 业 化学（师范） 年级、班级 课程名称 物理化学实验 实验项目 纯液体饱和蒸气压的测定实验类型 验证设计综合 实验时间 2011 年 11 月 19 日实验指导老师 李国良老师 实验评分 一、实验目的 1.明确液体饱和蒸气压的意义，熟悉纯液体的饱和蒸气压与温度的关系以及克劳休斯-克拉贝龙方程。2.了解静态法测定液体饱和蒸气压的原理。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。4.了解数字式低真空测压仪，熟悉常用气压计的使用及校正方法，初步掌握真空实验技术。二、实验原理：饱和蒸气压：在真空容器中，液体与其蒸气建立动态平衡时（蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等）液面上的蒸气压力为饱和蒸气压。温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，所以蒸气压增大。饱和蒸气压与温度的关系服从克劳休斯-克拉贝龙方程：因温度范围小时，vapHm可以近似作为常数，将上式积分得： 作1/T图，得一直线，斜率为 由斜率可求算液体的vapHm。液体蒸发时要吸收热量，温度T下，1 mol液体蒸发所吸收的热量为该物质的摩尔气化焓。沸点：蒸气压等于外压的温度。显然液体沸点随外压而变，101.325kPa下液体沸点称正常沸点。本实验采用静态法测量（装置如下做图）。平衡管如图下右图，待测物质置于球管A内，U型管中夜放置被测物质，将平衡管和抽气系统、压力计连接，在一定温度下，当U形管中的液面在同一水平时，记下此时的温度和压力，则压力计示值就是该液体的饱和蒸气压。三、仪器与试剂液体蒸气压测定装置1套；空泵（共用）1台；纯水；00水银玻璃温度计 1根四、实验步骤1.装置仪器将待测液体装入平衡管A球约2/3体积，U形管中液面以平衡后接近B和C球底部为佳，后按装置图装好各部分，冷阱中加入适量冰水，所有接口处严密。将精密数字压力计的电源接通并打开，单位选择mmHg档，并在大气压条件下置零。2.系统严密性检查关闭活塞7，旋转活塞6，使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计示数差为400mmHg左右，关闭活塞6停止抽气，观察压力计示数，若示数在3-5min内不变，表明系统不漏气。否则逐段检查，消除漏气原因。3.检查A球和B球间的空气检查不漏气后，接通冷凝水，开启搅拌装置，将恒温槽温度调至40左右，继续抽气降压接近-730mmHg，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3-5min左右，可认为空气排除干净。4.不同温度下水的饱和蒸气的测量当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转活塞7缓缓放入空气，直至BC管中液面平齐，关闭活塞7，记录温度和压力。用同样方法，将恒温水槽每升高5测一次，记录各个温度和相应的压力，从低温到高温依次测定，共测6-8组。最后打开活塞7，关闭回流水、真空泵、电源。五、验数据记录与处理实验测得的数据记录福廷式气压计读数：大气压：101.7kPa 温度：24换算：101.7kPa762.8517 mmHg福廷式气压计读数温度影响的校正：次序12345678温度t/34.840.1044.9950.1054.9759.9864.9869.98温度T/K307.95313.25318.14323.25328.12333.48338.13343.131/T/K-1(×10-3)3.24733.19233.14333.09363.04772.99872.95742.9143测压仪的示数/mmHg-717.6-705.0-686.1-667.2-644.5-612.3-578.7-531.9蒸汽压/mmHg42.273154.873173.773192.6731115.3731147.5731181.1731227.9731蒸汽压p/Pa5635.6627315.4389835.10212354.7715381.0319673.7924153.1930392.36ln p8.63698.89779.19379.42189.64099.887010.092210.3219作ln p1/T的图，求纯水的正常沸点T正常标准大气压为Pa，则 ln p11.5261 代入y = -5035.9x + 24.993得：解得：1/T x 2.6742×10-3 K-1纯水的正常沸点为：T373.943 K根据ln p1/T直线的斜率，求纯水在实验温度区内的平均摩尔汽化热vapHmvapHmRm8.314×(5035.9) 41868.4726J/mol41.86847 kJ/mol计算T正常、vapHm的相对误差，并对实验结果进行讨论理论值(100、Pa)下纯水汽化热vapHm 40.70 kJ/mol沸点Tb = 373.15 K查文献得：T正常的相对误差：vapHm的相对误差：六、实验结果与讨论本实验所做ln p1/T，R2为0.9994，线性较好。T正常的相对误差为0.231%，vapHm的相对误差为2.817%。分析本实验误差来源，有仪器本身的系统误差；实验所用纯水已反复使用多次，可能存在杂质，水不够纯净；在精确测量时温度计读数应作露茎校正，实验人员在观察B、C液面齐平时、温度计读数存在误差等。 此外，在实验室过程中，加热速度不要太快，抽气速度适中，防止空气倒灌，组内人员密切配合等。七、思考与提问 1.本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压？为什么？答：不可以，因为在纯液体的测定中，液体会随温度的升高而蒸发，如果是溶液，其溶剂挥发后浓度将会改变。不同浓度的溶液其饱和蒸汽压不同。2.等压计U形管中的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？答：U形管中的液体用于观察系统的压力与大气压是否相同。冷凝器用于回收U形管中蒸发出来的液体，避免抽干。3.能否在加热情况下检查是否漏气？答：不能，加热情况上，液体蒸发速度快，会有气体产生，影响检漏。4.实验过程中为什么要防止空气倒灌？答：若出现空气倒灌，则汽液平衡时，B管液面上方的气体不只是待测液体的蒸气分子，还含有空气，则此时测得的压力并非蒸气压。5.实验时抽气和漏入空气的速度应如何控制？为什么？答：气压调节应缓慢并控制U型管通过气泡的速度至一个一个气泡通过。6.在停止抽气时，若先拔掉电源插头会有什么情况出现?答：会出现真空泵油倒灌。7.压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动?答：因为体系未达到气液平衡。8.克克方程在什么条件下才适用? 答：克克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对摩尔蒸发热vapHm的影响，在实验温度范围内可视其为常数。三是气体视为理想气体。八、参考文献1 何广平，南俊民，孙艳辉等.物理化学实验M.北京：化学工业出版社，2007.67-71专心-专注-专业