静态法测液体饱和蒸气压

1、实验一静态法测液体饱和蒸气压实验目的 利用静态法测乙醇在不同温度下的蒸气压，求在实验温度范围内的平均摩尔气化热。二实验原理液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克拉佩龙方程来表示:dp_ Hdt TV设 蒸气为理想气体，在实验温度范围内摩尔气化热 H为常数，并略去液体的体积，对（1）式积分可得克一克方程:lnp =1 cR T(2)实验测得各温度下的饱和蒸气压后，以 lnP对1/T作图得一直线，直线的斜率m=-AH /R,测AH =-斜父R.测定饱和蒸汽压的方法有三类:.静态法：在某一温度下直接测量饱和蒸汽压。.动态法：再不同外界压力下测定沸点。3 .饱和气流法：使干燥的惰性气体通过被测物质，并使其

2、为被测物质所饱和，然后测定所 通过的气体中被测物质蒸汽的含量，就可根据分压定律算出此被测物质的饱和蒸汽压。本实验采用静态法以等压计在不同温度下测定乙醇的饱和蒸汽压，等压计的外形见图。小球中盛被测液体，U型管部分以样品本身作封闭液。在一定温度下，若小球液面上方仅有被测物质蒸气，那么在U型管右支液面上所受到的压力就是饱和蒸气压，当这个压力与U型管左支液面上的空气压力相平衡（ U型管两臂液面齐平时），就可以从与等压计相接的U型管汞压计测出在此温度下的饱和蒸气压。三仪器与药品仪器：恒温槽；真空系统；冷凝器；带磨口的等压计。药品：乙醇 四实验步骤 1、将烘干的等压计3与真空胶管2接好，旋塞9与真空泵相连

3、接，检查体系是否漏气。2、将干净等压计的盛样球烤热，赶出管内部分空气再从上口用滴管加入乙醇，管子冷却时 即可将乙醇吸入。再烤，再装，装入到小球三分之二的容积为宜。在U型管中保留部分乙醇作封闭液。3、等压计与冷凝器磨口接好并用弹簧固定后置25c恒温槽中，开动真空泵，控制抽气速度,使等压计中液体缓慢沸腾 34分钟，让其中空气排净。然后停止抽气，通过毛细管缓缓放气入内，至U型管两侧液面等高为止，读取此时恒温槽温度及U型压力计的汞高差。4、同法测定30, 35, 40, 45c时乙醇的蒸气压。在升温过程中，应经常开启旋塞，缓慢放入空气，使U型管两臂液面接近相等。 如果在实验过程中放入空气过多时，可开一

4、下图的旋塞8,借缓冲瓶10的真空把空气抽出。5、验完毕时，缓缓放入空气入内，至大气压为止。五数据记录室温一一大气压温度/ C大气压/mmHg左支汞tWj/mmHg右支汞tWj/mmHg汞 iWj 差/mmHg蒸汽压/mmHglnP1T/ K3035404550六.数据处理(1)根据实验数据作出lnP-1/T图。(2)计算乙醇在实验温度范围内的平均摩尔气化热。七.思考题1、克-克方程在什么条件下才能应用？2、开启旋塞放空气入内时，放得过多应如何办？实验过程中为什么要防止空气倒灌?3、体系中安稳压瓶和毛细管的目的是什么？4、化热与温度有无关系？5、压方t U型管的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？

5、实验二 溶解热的测定一.实验目的1、用简单量热计测定硝酸钾的溶解热；2、学会使用贝克曼温度计.二.实验原理盐类溶解往往同时进行着两种过程：一是晶格的破坏，为吸热过程；一是离子的溶剂化，为放热过程.溶解热是这两种热效应的总和。因此，最终是吸热或是放热，则应由这两种效 应的相对大小来决定。当实验在定压只作膨胀功的绝热体系中进行时，体系的总始保持不变， 根据热平衡，即可计算过程所涉及的热效应。我们把用杜瓦瓶作成的量热计看成绝热体系，把某盐溶于一定量的水中时，可列出如下的热平衡式：tM iH溶解=-L（miCi +m2c2 ）+K I-m2式中：AH溶解为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解热，m为水的质量

6、，m为溶质的质量，ci水的比热；C2溶质的比热，M为溶质的摩尔质量；At溶解过程中的真实温差，K量热计白热容量（除开溶液外，使体系温度升高1度所需的热量）.仪器与药品仪器：杜瓦瓶1个，贝克曼温度计1支；停表一块，放大镜一个，容量瓶 （500m1）一个， 分析天平一台，搅拌器一个，橡皮塞一个；蜡光纸若干，专用漏斗一只。药品：氯化钾（分析纯），硝酸钾（分析纯）.实验步骤.测量热器热容K在干净的量热器中装入 300ml蒸储水，将调好的贝克曼温度计插入量热器中，此时汞柱应在3附近，保持一定搅拌速度，至温度变化基本稳定后，每分钟用放大镜准确读数一次，连续八次后，拨出盖上橡皮塞，插上专用漏斗，立即将称好的

7、氯化钾（其量按1摩尔KCl, 200摩尔水计算）经漏斗迅速倒入量热器中，取下漏斗，换上橡皮塞。继续搅拌，并仍按每分钟读数一次，至温度不再下降，再继续八次停止.然后用普通温度计测量热器中溶液的温度，记录.硝酸钾溶解热的测定将上量热器中液体倒掉洗净，擦干。用硝酸钾（其量按1摩尔KNQ: 400摩尔水计算）代替氯化钾重复上述操作，记录。五.记录与数据处理室温大气压加氯化钾前后每分钟记录温度1次次序温度/ C加硝酸钾前后每分钟记录温度一次次序温度/ C测量热器热容K硝酸钾溶解热的测定量热器中水的体积/ ml量热器中水的体积/ ml氯化钾质量/ g氯化钾质量/ g真实温差At/C真实温差At/C溶液温度

8、/ C溶液温度/ C水密度/g.ml -1水密度/g.ml -1氯化钾比热/J.g -1. C1硝酸钾比热/J.g -1. C-1水比热/ J.g -1. C-1水比热/ J.g -1. C-1量热器热容K/ J. C-1硝酸钾的溶解热K/ J. C-1关于真实温差At的求法:由于杜瓦瓶并非严格绝热系统，因此在盐溶解过程中，体系与环境有微小的热量交换。为了消除这种影响，求得没有热交换时的真实温差At,可采取作图外推法。即由数据作温度一时间曲线，井认为溶解是在相当于盐溶解前后的平均温度（两个转折点温度差的平均值 ）那一瞬间完成的.过此平均温度作一水平线与温度一时间曲线相交于点M,过M作垂线，与溶

9、解前后两段温度读数的延长线交于A B两点，A, B两对应温度差即为真实温差 At,将At,氯化钾的 M、R C2, AH溶解和水的Ci, m,代入公式（1）中求K,同理利用该 K值和硝酸钾的 M、R2、C2和水的Ci, m：求出硝酸钾的 AH溶解（在溶解温度下的溶解热）附录：氯化钾（固）在20c附近比热为0.669 J.g -1. C-1销酸钾（固）在20c附近比热为0.895 J.g -1. C-1不同温度下，1摩尔氯化钾溶于200摩尔水中的的溶解热,温度/CA H溶解/kJ.mol -1温度/cA H溶解/kJ.mol -1温度/cA H溶解/kJ.mol -1温度/cA H溶解/kJ.m

10、ol -11019.981519.102018.292517.561119.791618.932118.152617.411219.621718.772217.992717.271319.451818.602317.852817.141419.281918.442417.702917.00六.思考题.为什么只做膨胀功的绝热体系在等压过程中总始不变.为什么要测量热器的热容量K?.温度和浓度对溶解热有无影响。实验三二元液系相图.实验目的.测定环己烷一乙醇体系的沸点一组成图，并确定横沸温度及横沸组成；.通过实验进一步理解分储原理；.掌握阿贝折光仪的使用方法。.实验原理二元体系的沸点一组成图可以分三类

11、：（1）理想双液系，其溶液沸点介于纯物质沸点之间；（2）各组分对拉乌尔定律都有负偏差，其溶液有最高沸点；（3）各组分对拉乌尔定律发生正偏差，其溶液有最低沸点。本实验测第（3）类二元液系沸点一组成图。为测定二元液系沸点一组成图，需在气液相达平衡后， 同时测定气相组成， 液相组成和溶液沸点。本实验用简单蒸储，电热丝直接放入溶液中加热，以减少过热暴沸现象，蒸储瓶上冷凝使平衡蒸气凝聚在小玻璃槽中然后从中取样分析气相组成。从蒸储瓶中取样分析液相组成。分析所用的仪器是折光仪，先用它测定已知组成混合物的折光率作出折光率对组成的工作曲线，用此曲线即可从测得样品的折光率查出相应的气液组成。沸点可以直接读出从而可

12、以绘制沸点一组成图。.仪器与药品仪器：蒸储瓶一个；温度计（50-100 C） 1支；阿贝折光仪一台；长，短取样管各1支；移液管（25ml） 2支；超级恒温水浴一套；调压器一个；加热装置一套；电吹风一台。镜头纸若干。药品：环己烷；无水乙醇。.实验步骤.按装置图连接好线路。.在蒸储瓶中（洗7配烘干）加入 20ml纯环己烷，调节器调至（约810V）,使液体加热 至沸，待温度恒定后记沸点温度并停止加热。.在蒸储瓶环己烷溶液依次加入0.5ml, 3ml, 10ml,乙醇溶液按上法分别加热至沸，最初在冷却槽中的液体常常不能代表平衡时的气相组成，所以常用冷却液倾回蒸储瓶中3- 4次，代温度恒定后，停止加热，

13、记下沸点。随即分别用长短取样管吸取冷却槽中和蒸储中 的液体其折光率，测定时动作要迅速。每个样品测三次平均值。蒸储瓶中液体要回收。.将蒸储瓶洗净吹干，倒入 20 ml纯乙醇同法测其沸点。.以后在蒸储瓶中依次加入 1 ml, 2 ml, 5 ml环己烷，分别测其沸点和折光率，记录。装置图.记录与数据处理室温 大气压溶液组成/ ml沸点温度/c气相分析液相分析折光率y乙折光率x乙环己烷乙醇200200.5203.52013.52023.5020120320820由已知组成的环己烷一乙醇混合物的折光率曲线上查出福出夜（气相）和蒸储液（液相）的组成。利用坐标画出t-x图，求出环己烷一乙醇体系的最低横沸混

14、合物的组成及最低横沸点的温度。横沸组成 最低横沸点的温度 .思考题.每次加入蒸储瓶中的环己烷乙醇的混合的量是否一定要精确计算？为什么？.如何判断气液相平衡？.测折光时为什么要尽量快？.温度计的位置怎样为合适？.收集气相冷凝液的小槽的对实验结果有无影响？ 附录:已知20时环己烷一乙醇二组体系的折光率nD20与溶质质量百分数的关系如下:环己烷%00010.6219.3030.9940.8756.2860.1770.4680.1100折光率nD1.34121.36141.36711.37221.38491.39411.39741.40441.41331.4271（若温度不是20 C,则按温度每升高1

15、C,折光率降低 4父10-4进行换算。）实验四 电动势的测定及应用实验目的.掌握用对消法测定电动势的原理；.学会使用电位差计；.本实验测定下列原电池的电动势：Hg(1)|Hg 2cl2(s),KCl ( 饱和)|(0.2mol/lHAc+0.2mol/lNaAc) Q.QH 2 |Pt(S) 饱和甘汞电极 |KCl (饱和)|(0.2mol/lHAc+0.2mol/lNaAc) Q.QH 2 1Pt(S) 二.实验原理原电池的电动势 =邛十一5_=,52旦m色立士1 P-RTln-e 1 - nF(ax)+i |_ nF (ox )_电池的电动势可以测定。如若知道一个半电池的电极电位，另一个半

16、电池的电极电位就知道。用稳定的甘汞电极作为参比电极，通过测电动势可求出反应的，电解质平均活度系数，难溶盐的溶解度和溶液的PH值。但用电动势法测定的反应必须是能够设计成可逆电池的反应。电池反应就是所求的反应。可逆电池的电动势不能直接用伏特计测定，因为伏特计和待测电池接通后电池中将发生化学反应有电流流过，引起溶液浓度的变化。电动势就不能保持稳定。而且电池本身有电阻，伏特计测的只是电池两端电压，小于电池的电动势。 所以要准确测电池的电动势只能在无电流通过或仅有微小电流通过才能进行。对消法就是根据上述原理设计的。对消法设计线路图如下：图中Ew为工作电池，S.C为标准电池，在 20时其电动势为1.018

17、64V, R为待测电池的 电动势，D为双臂电钥，当 D向下时与相通，当 D向上时与相通。K为电键，G为检流计， AB为均匀电阻丝，在 AB上按导线的长度比例直接注明伏特数，测定时先使D向下，与S.C相通，并把C点移至标准电池在测定温度时的电动势值后处，调节可变电阻 R直到G中无电流流过。这样就校正了 AB电阻丝上的读数。显然一校正，可变电阻R就不能任意变动了。但由于使用过程中工作电池的电压因不断放电而在改变。所以要求每次测定前， 均需用标准电池校正。以电池(1)为例，说明如何通过电动势的测定来求出溶液的PH值。醍氢醍电极是对氢离子可逆的氧化还原电极。常用于测定溶液的PH值，这种电极的制备很简单

18、，只需在待测溶液中加入少许醍氢醍使溶液达到饱和后，插入惰性电极 (Pt,Au)即可。醍氢醍是等摩尔的醍和氢醍的化合物，在水中溶解度很小，当溶液PH值7.1时，醍氢醍电极作为正极。电极反应为：GHQ+20+2e=GH（OH）22.303RTpH其电极电位为：1 = ：QHq _R!ln二 QHq nF : q.二 H由于醍氢醍是醍和氢醍等摩尔化合物，在水中溶解度很小，所以醍和氢醍的浓度很低，可以认为“酿=”氢酿。通常采用醍氢醍电极与饱和甘汞电极组成原电池，测其电动势以计算溶液的PH值。当溶液的PH CH3COO+ C2HOH其反应速度可用下式表示：dx/dt=k（a-x）（b-x） （1）式中a

19、, b分别表示两反应物的初始浓度，x为经历时间t后减少了的a和b的浓度,k为反应速度常数，当 ab时，将（1）式积分:k=-n”工t a-b a b-x(2)当a=b时，将（1）式积分:k=1 xt a a -x随着反应的进行，溶液中导电能力强的OH离子被导电力弱的 CHCO*子所取代，溶液导电能力逐渐减少。本实验使用电导仪测量跟踪反应物浓度随时间变化的目的。皂化反应过程中电导随时间的变化，从而达到令L0,Lt,和L如分别表示时间为 0, t,和0a （反应完毕）时的电导，则xoc （L O-Lt）;a oc （L o-L;）;（a-x） 工（L t-L七），将这些值代入（3）式中，消去比例系

20、数，得到：k=，（LO - Lt）, Lt, = Lo-Ltl8 ,以 Lt,为纵坐标,以（Lo- Lt）为t a Lt - L 二 k a tt一，1横坐标，其斜率为 ，所以k=1/a.斜率。k a.仪器与药品仪器；超级恒温水浴全套；DDS- 11A电导率仪一台；停表一块；叉型电导池2支；移液管（胖肚10ml） 3支；乙酸乙酯小滴瓶；吹风机；容量瓶（100） 1支；铁架台；夹子。药品：0.02mol/lNaOH溶液；0.02mol/l乙酸乙酯溶液；标准盐酸溶液（用以滴定 NaOH溶液）.实验步骤.配制0.02mol/l乙酸乙酯溶液.配制 0.02mol/l NaOH 溶液.测L。，反应开始时

21、可假定乙酸乙酯的电导忽略掉，则开始时溶液电导全由NaOHT献的。为此将0.02 mol/l NaOH 溶液冲洗一倍程 0.01mol/l 的，其电导即为 L。,在洗净冲干的 叉型电导池中用胖肚移液管准确加入0.02mol/l NaOH溶液，再用另一支胖肚式移液管准确加入10ml新煮沸的蒸储水，在 25c恒温水浴中恒温 15分钟测电导为 L。,用DJS-1型钳 黑电极，电导率仪量程扭到103。.测Lt,在叉型电导池（洗净吹干）的直支管中加入10 ml 0.02mol/l新配制的乙酸乙酯溶液，测支管中加入 10 ml 0.02mol/l NaOH液，并把洗净吹干的DJS-1型钳黑电极插入直支管中，放入恒温水浴（25C）中恒温15分钟之后，将测管中溶液全部倒入直支管 中（反复几次轻振几下），同时开刀停表。反应进行到每三分钟时测电导一次。以后按要求 的时间测电导值，记录。.