实验三 纯液体饱和蒸气压的测定(完成).doc

实验三 纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的 1用压力计测定不同温度下液体的饱和蒸气压。2了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系。克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义，并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。教学重点与难点是静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。二、实验原理在通常温度下(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p(101.325kPa)时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。根据克劳修斯克拉贝龙方程：dlnp*/dt =vHm/RT2 p*是纯液体在T时的饱和蒸气压，vHm是摩尔汽化热。在温度变化范围不大时，vHm可视为常数，可理解为平均摩尔汽化热。 对上式进行不定积分可得： lnp*=vHm/RT + C（不定积分常数）只要测定不同温度下的饱和蒸气压，并作lnp*1/T图，应为直线，其斜率为vHm/R求得vHm。本实验是测定不同温度下的环已烷的饱和蒸气压，进一步求得平均摩尔汽化热vHm。测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用静态法，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。三、实验仪器 测量系统示意图 恒温水浴装置（带数显温度控制仪），数显压力计，真空泵，缓冲贮气罐。装置连接示意图如下：减压和测压系统示意图测量系统装置见图：四、实验测定步骤： 1按图连接好装置。调节好恒温水浴的温度30C，打开搅拌开关和加热开关，打开冷却水开关。2将系统与大气相通，将数显压力表置零，此时表明大气压时的压力为0。3打开真空泵，缓缓的对系统抽气数分钟，使a球上方的空气被赶尽，停止抽气，调节缓冲罐中与大气相通的开关来调节系统内部的压力，使蒸气测定管中的U型管二侧液体等高时（见图），读取系统的压力，并记录。 系统的实际压力=大气压力+读取的压力。需记录大气压力。重新缓冲抽气后，再调节系统压力使蒸气测定管中的U型管二侧液体等高时，读取系统的压力，并记录。如果前后二次读数相差很大，说明空气未被赶尽，需再抽气再测定。如此重复至前后二次压力读数非常接近。此时的压力为30C时的饱和蒸气压。4其它温度下的饱和蒸气压的测定。将水浴温度分别调节至35C、40C、45C、50C，按上法分别测定其饱和蒸气压，并记录。五、数据处理 1数据记录表 大气压 kPa 室温 C T()压力测定值/kPa第1 次第2次第3次第4次平均值354045502以lnp对1/T作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度间隔内环已烷的平均摩尔气化热vapHm，通过图求算出环已烷的正常沸点。【思考问题】 1为什么AB弯管中的空气要排除净，怎样操作，怎样防止空气倒灌?如果管中空气不排尽，则测得的是混合气体的压力。重复抽气测定至前后二次压力读数非常接近。两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排除净AB弯管内之空气。 2引起本实验误差的因素有哪些? 空气不排尽，则测得的是混合气体的压力。实验数据处理示例数据记录如下： 大气压力：100.78KPa温度相对P1/kPa相对P2/kPaP1/ kPaP2/ kPaP*/ PalnP*1/T10325-88.14 -88.10 12.61 12.65 126309.44383.36 30-84.03 -84.07 16.72 16.68 167009.72323.30 35-78.98 -78.95 21.77 21.80 217909.98923.25 40-73.71 -73.74 27.04 27.01 2703010.20473.19 45-67.92 -67.86 32.83 32.89 3286010.40003.14 作图如下：线性关系较好。求得直线斜率为：K = 4368.6vapHm= RK= 36320.1 J/mol = 36.32 kJ/ mol饱和蒸气压与温度的关系式为:lnP* = 4368.6 / T