纯液体饱和蒸气压的测定(共9页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上物理化学实验-纯液体饱和蒸汽压的测定 化学化工学院 07应化1W 宋强 目的要求 一明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系克劳修斯克拉贝龙方程式二用等压记测定不同温度下环已烷(或正已烷)的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术三学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点基本原理在一定温度下,与纯液体处于平衡态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压。这里的平衡状态是指动态平衡。在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,液体分子中表面逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者的速率相等时,就达到了动态平
2、衡,此时气相中的蒸气密度不再改变,因而具有一定的饱和蒸气压。纯液体的蒸气压是随温度变化而变化的,它们之间的关系可用克劳修斯克拉贝龙方(ClausiusClapeyron)方程来表示: dLnp*/dT=vHm/RT2 (31)式中p*为纯液体温度T时的饱和蒸气压;T为热力学温度;vHm为液体摩尔气化热;R为气体常数。如果温度变化的范围不大,vHm视为常数,可当作平均摩尔气化热。将(31)式积分得:Lnp*=-vHm/RT + c (32)式中c为积分常数,此数与压力p*有关。由(32)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以Lnp*对1/T作图,可得一条直线。由该直线的斜率可求
3、得实验范围内液体的平均摩尔气化热。当外压为101.325Kpa时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。从图中也可求得其正常沸点。 测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法、和饱和气流法等。本实验采用静态法,既被测物质放在一个密闭的体系中,在不同温度下直接测量其饱和蒸气压,在不同外压下测量相应的沸点。此法适用于蒸气压比较大的液体。仪器 试剂 蒸气压测定装置 1套 真空泵 1台数字式气压计 1台 电加热器 1只温度计 2支 数字式真空及计 1台磁力搅拌器 1台 异丙醇(分析纯,沸点82.5)一、仪器装置如图所示:所有借口必须严密封闭。平衡管由三根相连通的玻璃管a,b和c组成,a管中
4、存储被测液体,b和c中也有液体在底部相连。当a、c管的上部纯粹是待测液体的蒸气,b与c管中的液面在同一水平时,则表示在c管液面上的蒸气压与加在b管液面上的外压相等,此时液体的温度即体系的气液平衡温度,亦即沸点。 平衡管中的液体可用下法装入:先将平衡管取下洗净,烘干,然后烤烘(可用煤气灯)a管,赶走管内空气,速将液体自b管的管口灌入,冷却a管,液体即被吸入。反复二,三次,使液体灌至a管高度的三分之二为宜,然后接在装置上。二、系统检漏 缓慢旋转三通活塞,使系统通大气。开冷却接通电源,使抽气泵正常运转4或5分钟再关闭活塞。使系统减压至余压大约为1104pa后关闭 活塞。如果在数分钟内真空值基本不变,
5、表明系统不漏气。若系统漏气则应分段检查,直至不漏气为止,才可以进行下一步实验。三、测定不同温度下液体的饱和蒸气压 转动三通活塞使系统与大气压相通。开动搅拌器,并将水浴加热。随着温度逐渐上升,平衡管中有气泡溢出。继续加热至正常沸点之上大约5左右。保持此温度数分钟,以便将平衡管中的空气赶净。1、 测定大气压力下的沸点测定前须正确读取大气压数据系统空气被赶净后停止加热。让温度缓慢下降,c管中的气泡将逐渐减少直至消失。C管液面开始上升而b管液面下降。严密注视两管液面,一旦两液面,一旦两液面处于同一水平时,记下此时的温度。细心而快速转动三通活塞,使系统与泵略微连通。即要防止空气倒灌,也要避免系统突然减压
6、。重复测定三次。结果应在测量允许误差范围内。2、 测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压在大气压力下测定沸点之后,旋转三通活塞,使系统慢慢减压约为4103pa或约为30mmhg,平衡管内液体又明显变化,有气泡不断溢出。注意勿使液体沸腾。随着温度下降,气泡再次减少直至消失。同样等b、c管液面相平时,记下温度和真空表读数。再次转动三通活塞,缓慢减压。减压幅度同前,直至烧杯内水浴温度下降至60左右。停止实验,再次读取大气压力。数据处理 一、自行设计实验数据记录表,正确记录全套原始数据并可填入演算结果。二、温度的正确测量是本实验的关键之一。温度计必须作露茎校正。三、以蒸气呀p*对温度T作图。 四、由p*T曲
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