饱和蒸气压实验讲义(实际)

饱和蒸气压——用DP-AF-II型饱和蒸汽压实验装置测定无水乙醇的饱和蒸气压一、目的1、 用等压计测定在不同温度下乙醇的饱和蒸气压；2、 学会由图解法求乙醇的平均摩尔汽化热和正常沸点；3、 熟悉等压计测定液体饱和蒸气压的原理。二、原理在一定温度下，纯液体与其气相达成平衡时的压力，称为该温度下液体的饱和蒸气压饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯－克拉贝龙方程式来表示。dInpAH*—vapm (1)dT RT2AH*为温度T时液体的摩尔蒸发热，R为气体常数，T为绝对温度。vapm在一定的温度变化范围内，AH*可视为常数，可当作平均摩尔汽化热。将上式积分vapm得：-AH*2) vap m■+2)RTigp-半+cc为积分常数。A H*由(2)式可知,lgp与1/T是直线关系，直线的斜率A—-小咯昇，因此可求出AH*。2.303R vapm若将lgp对若将lgp对1/T作图应得直线，斜率为负值。直线斜率m=-A—-AH*vapm2.303R由此得到：AH*=-2.303Rm (3)vapm这就可以由图解法先求得斜率m,然后再由(3)式算出摩尔汽化热AH*。vapm本实验是在不同外压下测定乙醇的沸点温度。通常是用等压计进行测定的。在某一温度下，直接测量饱和蒸气压的方法为静态法，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。本实验用静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压三、设备介绍（一） 低真空压力计低真空压力计，适用于负压的测量，可以代替U型水银压力计.消除其汞毒的特点。低真空压力计采用CPU对压力数据进行非线性补偿和零位自动校正，可以在较宽的环境温度范围内保证准确度。1、技术指标测量范围：0〜TOO.OKpa分辨率:0.01Kpa;0.1Kpa2、使用条件电源:AC220V±10%50Hz环境温度：T0〜50°C相对湿度：W85%RH压力传递介质:除氟化物气体外的各种气体介质均可使用。（二） 恒温水浴1、技术指标测控范围：室温〜99.99C分辨率：0.01C2、使用条件电源：AC220V±10%50Hz温度：-5C〜50C湿度：W85%无腐蚀性气体，无强烈振动的场所。（三） 前面板示意图缓沖储气罐比搅拌承叼口热訥南京桑力电子设备厂缓沖储气罐比搅拌承叼口热訥南京桑力电子设备厂图一前面板示意图1、压力显示窗口2、温度显示窗口 3、设定温度显示窗口4、指示灯：显示压力计量单位的指示灯5、工作、置数指示灯6、 采零键：扣除仪表的零压力值（即零点漂移）7、 单位键：选择压力计量单位8、 工作/置数转换按键9、温度设置增、减键10、电源开关11、搅拌器开关键12、搅拌器开关指示灯13、搅拌器强弱键14、搅拌器强弱指示灯15、加热器开关键16、加热器开关指示灯 17、加热器强弱键18、加热器强弱指示灯19、可升降支架20、电机盒 21、温度传感器 22、搅拌器23、不锈钢水槽 24、加热器四）后面板示意图图二后面板示意图1、 温度调整：生产厂家进行仪表校验时用，用户切勿调节此处，以免影响仪表的准确度。2、 压力调整：生产厂家进行仪表校验时用，用户切勿调节此处，以免影响仪表的准确度3、 RS232C串行口：与计算机连接（可选配）4、 传感器插座：将传感器航空插头插入此插座5、10A保险丝座6、 电源插座：与〜220V相接7、 压力接口：被测压力的引入接口8、 出水口：用于排空水槽内的水（五）缓冲储气罐全部采用不锈钢制造，设计新颖，外形美观，防腐性、气密性好。安装简便，使用安全、可靠。1、技术条件压力罐的使用压力：-100Kpa〜250Kpa系统气密性:WO.lKpa/10s2、 缓冲储气罐的使用方法接口1接口zIl II0Q匚（平衡阀1平衡阀z进气阀]"■II II■"图三缓冲储气罐示意图①安装用橡胶管将真空泵气嘴与缓冲罐接嘴相连接。接口（2）用堵头塞紧。接口（1）与压力接口（7）连接。整体气密性检查将进气阀、阀1打开，阀2关闭（三阀均为顺时针旋转关闭，逆时针旋转开启）。启动真空泵抽真空至压力为-100KPa左右，关闭进气阀、及真空泵。观察压力显示窗口，若显示数值无上升，说明整体气密性良好。否则需查找并清除漏气原因，直至合格。“微调部分”的气密性检查关闭阀1，用阀2调整“微调部分”的压力，使之低于压力罐中压力的1／2，观察数字压力计，其显示值无变化，说明气密性良好。若显示值有上升说明阀2泄漏，若下降说明阀1泄漏。3、 与被测系统连接进行测试用橡胶管将缓冲储气罐接口（2）与被测系统连接，接口（1）与压力接口连接。关闭阀2，开启阀1，使“微调部分”与罐内压力相等。之后，关闭阀1，缓慢开启阀2，泄压至低于气罐压力。关闭阀2,观察压力显示窗口，显示值变化W0.01Kpa/4S，即为合格。检漏完毕，开启阀2使微调部分泄压至零。四、饱和蒸气压实验的步聚1、上述各组成部分检测后，按图四用橡胶管将各仪器连接成饱和蒸气压的实验装置。图四饱和蒸气压系统装置示意图2、 取下等位计，向加料口注入乙醇。使乙醇充满试液球体积的2/3和U型等位计的大部分，按图四接好等位计。3、 测定：在接通冷却水前先用止水夹夹住出水口的管子，再接通冷却水，设置控制温度25°C：按“工作/置数”键至置数灯亮。依次按“X10”、“XI”、“XO.l”、“X0.01”键，设置“设定温度”的十位、个位及小数位的数字，每按动一次，数码显示由0~9依次递增，直至调整到所需“设定温度”的数值。设置完毕，再按“工作/置数”键，转换到工作状态，工作指示灯亮,仪表即进入自动升温控温状态。4、 设置完毕，按搅拌器“开关”按键，加热器“开关”按键，仪表处于快搅拌、快加热状态、对应指示灯亮。如需改变搅拌速率，切换搅拌“快慢”按键。通常情况下选择快即可。升温过程中为使升温速度尽可能快，初始时可将加热器功率选择“强”。如需改变升温速率，切换加热“强弱”按键。5、 系统温度达到设定温度时，由PID调节自整定，将水浴温度自动准确地控制在所需的温度范围内。一般均可稳定、可靠地控制在设定温度的土0.02C以内。注意：①置数工作状态时，仪器不对加热器进行控制，即不加热。②水槽不能剧冷剧热防止玻璃爆裂。6、 当水浴温度达到25C时，将真空泵接到进气阀上，关闭阀2,打开阀1。开启真空泵，打开进气阀使体系中的空气被抽出（压力计上显示-90Kpa左右）。当U型等位计内的乙醇沸腾至3-5分钟时，关闭进气阀和真空泵，缓缓打开阀2,漏入空气，当U型等位计中两臂的液面平齐时关闭阀2。若等位计液柱再变化，再打开阀2使液面平齐，待液柱不再变化时，记下恒温槽温度和压力计上的压力值。若液柱始终变化，说明空气未被抽干净，应重复3步骤。如法测定30C、35C、40C、45C、50C时乙醇的蒸气压。注！测定过程中如不慎使空气倒灌入试液球，则需重新抽真空后方能继续测定。如升温过程中，U型等位计内液体发生暴沸，可缓缓打开阀2,漏入少量空气，防止管内液体大量挥发而影响实验进行。实验结束后：慢慢打开进气活塞，使压力计恢复零位。打开出水阀放掉恒温槽内的热水，关闭冷却水。拔去所有的电源插头。五、实验注意事项1、 实验系统必须密闭，一定要仔细检漏。2、 必须让U型等位计中的试液缓缓沸腾3〜4分钟后方可进行测定。3、 升温时可预先漏入少许空气，以防止U型等位计中液体暴沸。4、 液体的蒸气压与温度有关，所以测定过程中须严格控制温度。5、 漏入空气必须缓慢，否则U型等位计中的液体将冲入试液球中。6、 必须充分抽净U型等位计空间的全部空气。U型等位计必须放置于恒温水浴中的液面以下，以保证试液温度的准确度。7、 不宜放置在潮湿及有腐蚀性气体的场所，应放置在通风干燥的地方。8、 长期搁置再启用时，应将灰尘打扫干净后，将水浴试通电，试运行。检查有无漏电现象，避免因长期搁置产生的灰尘及受潮造成漏电事故。9、 为保证使用安全，严禁无水干烧！（无水通电加热），而损坏加热器10、 为保证系统工作正常，没有专门的检验设备的单位和个人请勿打开机盖进行检修，更不允许调整和更换元件