液体饱和蒸汽压的测定

西安交通大学实验报告课程：物理化学实验系别：专业班号：组别：实验日期：2015年4月3日姓名：学号：交报告日期：2015年4月10日同组者：实验名称：液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的（1）学习和掌握用静态法测定液体在不同温度下的饱和蒸汽压。（2）加深对克拉佩龙-克劳修斯方程的认识和理解。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-克拉贝龙方程式表示：式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；为在温度T时纯液体的摩尔气化热。假定与温度无关，或因温度范围较小，可以近似作为常数，积分上式，得：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。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。平衡管由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、仪器与药品液体饱和蒸汽压的测定装置、福廷式大气压力计、真空泵、数字压差计、温度计、电热水泵、无水乙醇。四、实验步骤1.安装仪器等待测液体（本实验是无水乙醇）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。再按照安装各个部分。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40℃，如此沸腾3-5min，停止加热，关闭阀1。4.乙醇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。继续升高水温，液体将重新沸腾，又有气泡从平衡管冒出，此时打开阀2，使测量系统的压力减小到一定程度时，B,C液面又处于同一水平面，记录此时的温度计，压差计读数。重复上述操作，每次使系统升温3℃，测量7组数据，每组测量4次。实验结束后，先将系统排空，然后关闭真空泵。五、数据记录温度压力压力计读数饱和蒸汽压饱和蒸汽压平均值40313.150.003193-76.5120.2220.1453.0029561-76.5920.14-76.6120.12-76.6320.143316.150.003163-73.5623.1723.15253.1421028-73.6223.11-73.5323.2-73.623.1346319.150.003133-70.1926.5426.56253.2795004-70.1326.6-70.1226.61-70.2326.549322.150.003104-66.3230.4130.34753.4127141-66.4230.31-66.3430.39-66.4530.2852325.150.003076-62.0834.6534.66253.5456584-62.0734.66-62.0634.67-62.0634.6755328.150.003047-57.2639.4739.553.6775657-57.1239.61-57.1239.61-57.2239.5158331.150.00302-51.6845.0545.0853.8085496-51.4445.29-51.7844.95-51.6845.05六、数据处理与分析以lnp对1/T作图，可得下图：由图可知：斜率，则乙醇的摩尔汽化热。且，故时，，即实验测得，乙醇的正常沸点。七、思考题1.在实验中为何要防止空气进入系统？答：试验中大气压力与压差计的读数之和为A，B管之间气体的饱和蒸汽压大小，若系统有空气混杂在内，则测量的就不是纯乙醇的饱和蒸汽压，而是液体与空气的混合的饱和蒸汽压的大小，测量的比真实的大。2.克拉佩龙-克劳修斯方程在什么条件下才适用？答：纯物质具有气液两相且平衡，气体可看作理想气体，液体可看作凝聚态物质。3.