2025年探究液体饱和蒸气压的实验测量方法

1.明确纯液体饱和蒸汽压和蒸汽压的概念及其与温度的关系，加深对劳修斯-克拉贝龙2.掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理及措施，并学会用图解法求纯液体的平均并学会3.理解数字式低真空侧压仪=,熟悉常用的气压计的使用及校正的措施，初步掌握真空试验技在一定温度下(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。蒸发一摩尔液体所吸取的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的由此式可以看出，以作图，应为一直线，直线的斜率为,由斜率可求算液体的△vapH=-Rm当液体的饱和蒸汽压登月外界压力时，液体测定液体饱和蒸气压的措施诸多。本试验采用静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气所示。平衡管由A球和U型管B、C构成。平衡管上接一冷凝管5,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管的液面处在同一水平时，则表达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气压。四、试验环节(这部分已由老师装置完毕)检查U形管两边处在同一水平，水面靠近B球底部位置。如在3分钟内示数维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查装置每个部分，消除漏气原因。3.排除管内的空气先将恒温槽温度调至40℃接通冷凝水，抽气降压至液体轻微沸腾，此时弯管内的空气不停随蒸气管逸出(速度不适宜过快，若过快可合适打开漏入空气，但不应使空气倒灌),如此沸腾3分钟，4.饱和蒸气压的测定当空气被排除洁净，且体系温度恒定后，打开直通活塞缓缓放入空气(切不可太快，以免空气倒灌入弯管中，假如发生空气倒灌，则须重新排除立即记录此时的温度与压力差(假如放入空气过多，C管中液面低于B管的液面，须再缓慢抽气，再调平齐)。然后，将恒温槽温度升高5℃,因温度升高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不停沸腾。为了防止B、C管中液体大量蒸发，应随时打开直通活塞缓缓放入少许空气，保持C管中液面相对安静。当体系温度恒定后，再次放入空气使B、C管液面平齐，记录温度和压差。然后依次每升高5℃,测定一次压差，总共测7个值。五、试验记录和数据处理室温：24.4℃气压计读数：102.600kPa校正后压强102.217kPa次数温度t/℃1234567△aH相对误差E=(41.04-40.63)/40.63×100%=1.01%六、讨论与思索1、根据测量数据，将校正压力p取对数值lnp作为纵坐标，以开氏温度倒数1/T作为横坐标，绘制散点图。由出lnp-1/T关系图可以看出，直线有关性较高，线性很好，因而斜率m较为精确，可2、试验过程中，进行了两次。第一次试验相对失败，由于在空气漏入时没有控制得当，导致U形管中过多的水倒灌入A球，以至于U形管液面过低难以读数，且空气进入馆内，气密性受到影响，试验不能进行下去。3、在更换了仪器之后，重新开始进行试验。后续进行较为顺利。但在U形管调整过程中，难以控制恰好两边平衡，且平衡后因A球内水继续沸腾液面仍然会出现差值。故试验中在调整时合适预留液面差，待A球内沸腾后渐渐平衡液面差，则左右液面恰好靠近持平。通过多次试验总结经验，掌握了该措施后试验速度较快提高。4、参见数据。纯水的平均摩尔汽化热比文献值要略高，重要原由于该参数是温度的函数，伴随温度变化而变化。试验平均温度约55.1℃,比原定平均温度55℃,因此比文献值略高。而正常沸点是在101.325kPa下，而本次试验的大气压校正后较原则大气压偏大，因此测得沸点较文献值高。1、什么是液体的饱和蒸汽压?什么叫正常沸点?液体的沸点与外压有何关系?在密闭条件中，在一定温度下，与固体或液体处在相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压；在外压为一种大气压的时候液体的沸点称为正常沸点；液体沸点伴随外压增大而增大。2、本试验措施能否用于测定其他溶液的蒸汽压?为何?视详细状况而定，一般不可以。由于溶液浓度伴随溶剂的蒸发而增大，蒸汽压也因此变化，故难以测量精确。3、等压计U形管液体有什么作用?冷凝器有什么作用?U形管中液体可以用于指示管内蒸汽压与外压平衡的指标，用于等效测量管内气压；用于冷凝蒸汽，防止蒸汽被抽入真空泵中。4、怎样从数字式低真空测压仪示数得出纯液体饱和蒸汽压?通过U形管两边持平，等效地读出外压即等于液体饱和蒸汽压。5、能否在加热状况下检查与否漏气?不能。加热过程中温度不能恒定，气-液两相不能到达平衡，压力也不恒定6、试验中为何要防止空气倒灌?若发生倒灌则管内不再是纯液体的蒸汽，测量的将不是纯液体蒸汽压。7、试验时抽气和漏入空气的速度应怎样控制?为何?不管抽气还是漏入空气都应当尽量地慢，防止气压变化过大在管中变化过于明显，导致出现倒灌或者爆沸的现象8、试验时大烧杯中的水为何一定要沉没等压计的U形管?保证整个体系处在同一恒温状态，使得U形管左右两边温度相等，才能用外压等效处理为U形管内饱和蒸汽压强。雷诺校正：消除体系与环境间存在热互换导致的对体系温度变化的影响。1.室温、样品质量和剩余燃烧丝质量物质点火丝/g苯甲酸(1)萘苯甲酸(2)2、热计常数C计算由图得：苯甲酸(1)△T=1.083533℃苯甲酸(2)△T=0.7907℃苯甲酸恒容摩尔燃烧热为-3226.9kj/由Qv=Qp-△nRT=>Qv=-3.223、萘的恒容燃烧热Qv,m及恒压燃烧热Qp,m计算解得Qv=-5190.669045KJ/mol故相对误差为：0.812%七、分析与讨论1、本次试验中，氧弹卡计绝热性能一般，通过雷诺校正后校正值与测量值有较大差异。而雷诺校正2、在试验过程中，尤其在进行苯甲酸的压片过程，由于苯甲酸晶体构造较为难以压实，有相称部分3、本次试验测得恒压摩尔燃烧热(即反应焓)的数据偏高，重要由于测量前面提及的水的热计常数偏大(原因已在前面分析),导致最终止果偏高。4、其他试验原因，如点火丝部分氧化、充气放气不充足等原因导致燃烧不充足，氧弹卡计密封性局限性(在密闭之后浸泡入水中有漏气现象),导致测试成果中出现误差，由于原因过多且复杂，因此1、什么是燃烧热?它在化学计算中有何应用?位为kJ/mol。反应热中△H为负，则为放热反应；为正，则为吸热反应，燃烧热为反应热的一种，其△H为负值含相似碳原子数的烷烃异构体中，直链烷烃的燃烧热最大，支链越多燃烧热越小。2、什么是卡计和水的热当量?怎样测得?卡计和水当量就是量热仪内筒水温每升高一度所吸取的热量。单位是：焦耳/度测法：用已知燃3、测量燃烧热两个关键规定是什么?怎样保证到达这两个规定?试验关键：点火成功、试样完全燃烧是试验成败关键，可以考虑如下几项技术措施：(1)试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒。(2)点火丝与电极接触电阻要尽量小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。(3)充足氧(1-1.5MPa)并保证氧弹不漏氧，保证充足燃烧。(4)注意点火前才将二电极插上氧弹再按点火钮，否则因仪器未设互锁功能，极易发生(按搅拌钮4、试验测量到的温度差值为何要雷诺作图法校正，尚有哪些误差来源会影响测量的成果?实际上，热量计与周围环境的热互换无法完全防止，它对温度测量值的影响可用雷诺温度校正图还也许带来误差的也许有：(3)样品也许受潮使称量时产生误差；许具有杂质。SSA条件：恒温27.1℃氢离子浓度0.15mol/L总离子强度I=0.7波长λ=450nm消光度E1(平均)10的平衡常数基本维持于186附近，相对误差非常少，处在可以接受范围内。与参照文献数值K=1.9953(lgK1=2.3北师大无机化学4版附录)靠近，总体符合试验规定。七、提问与思索3、由于Fe3+离子在水溶液中，存在水解平衡，因此Fe3+离子与由上式可见，平衡常数受氢离子的影响。因此，试验只能在同一pH值下进行。本试验为离子平衡反应，离子强度必然对平衡常数有很大影响。因此，在各被测溶液中离子强度应保持一致。4、为了消除除了测量物质外溶剂中有其他吸光物质对该波长的光有吸取而导致误差，因此必须使用除被测物质外其他组分完全一致的溶液作为空白对比液，在722型分光光度计中进行调100设置，保证抵消误差。【试验目的】③技能规定：掌握冰点减少测定管、数字温差仪的使用措施，试验数据的作图处理措【试验原理】化合物的分子量是一种重要的物理化学参数。用凝固点减少法测定物质的分子量是一种简朴而又比较精确的措施。稀溶液有依数性，凝固点减少是依数性的一种体现。稀溶液的凝固点减少(对析出物是纯溶剂的体系)与溶液中物质的摩尔分数的关系式为：已知某溶剂的凝固点减少常数Kf,并测得溶液的凝固点减少值△T,若称取一定量的溶质阳(g)和溶剂K(g),配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度mB为：2、凝固点测量原理冷曲线如图中的A,但但实际的过程往往会发生过冷现象，液体的温度会下降到凝固点如下，待固中的B。图中平行于横坐标的CD线所对应的温度值即为纯溶剂的凝固点Tf*。溶液的凝固点是该溶曲线与纯溶剂不一样，如图中III、IV。由于有部分溶剂凝固析出，剩余溶液与溶剂固相的平衡温度也在下降，冷却曲线不会出现“平阶”,而是出现一转折点，该点所对应的温度即为凝固点(III曲线的形状)。当出现过冷时，则出现图IV的形状，此时可以将温度回3、测量过程中过冷的影响过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，就会出现图中V曲线的形状，使测量值偏低。在和DAc和DABTVVt图6-1纯溶剂和溶液的步冷曲线【试验环节】2、打开电源开关，温度显示为实时温度，温差显示为以20度为基准的差值(但在10度如下显3、锁定基温选择量程：将传感器插入水浴槽，调整寒剂温度低于测定溶液凝固点的2-3度，此试验寒剂温度为3.5-4.5度，然后将空气套管插入槽中，按下锁定键。4、用20ml移液管精确移取20ml环己烷加入凝固点测定试管中，橡胶塞塞紧，插入传感器。5、将凝固点试管直接插入寒剂槽中，观测温差，直至温度显示稳定不变，此时温度就是环己烷6、取出凝固点测定试管，用掌心加热使环己烷熔化，再次插入寒剂槽中，缓慢搅拌，当温度减少到高于初测凝固点的0.5度时，迅速将试管取出、擦干，插入空气套管中，记录温度显示数值。每15秒记录一次温度。*搅拌速度调整：刚开始缓慢搅拌，在温度低于初测凝固点时，加速搅拌，待温度上升时，又恢7、反复第6步平行再做2次。8、溶液凝固点测定：称取0.15-0.20g萘片加入凝固点测定试管，待完全溶解后，反复以上6、7、8环节。【注意事项】2、搅拌速度的控制和温度温差仪的粗细调的固定是做好本试验的关键，每次测定应按规定的速度搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点时搅拌条件要完全一致。温度-温差仪的粗细调一经确定，整个试3、纯水过冷度约0.7℃~1℃(视搅拌快慢),为了减少过冷度，而加入少许晶种，每次加入晶5、凝固点确实定较为困难。先测一种近似凝固点，精确测量时，在靠近近似凝固点时，降温速度要减慢，到凝固点时迅速搅拌。6、千万不要过冷，若过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，所得凝固点偏低。7、溶液的冷却曲线与纯溶剂的冷却曲线不一样，不出现平台，只出现拐点，即当析出固相，温【试验数据与处理】[试验数据的记录]①大气压：1014.0Hpa温度：25.5℃干度：27.3℃湿度：25.0℃相对湿度：79.6%②粗测环己烷近似凝固点：6.547℃[试验数据的处理]①由环已烷的密度，计算所取环已烷的重量W室温t时环己烷密度计算公式为：p:/g.cm³pe=0.7971-0.8879g-cm³×10³t=0.7971-0.8879×10³×25.5=0.7745gcm³②将试验数据列入表2中物质凝固点/℃凝固点减少值/℃萘③根据式(3),由所得数据计算萘的分子量，并计算与理论值的相对误差。相对误差为4.1%。【试验成果与讨论】本试验成果的相对误差为4.1%。重要原因也许有：1、系统