液体饱和蒸汽压的测定-实验报告

液体饱和蒸汽压的测定姓名：班级：实验日期2015年9月28日学号：交报告日期2015年10月12日一、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、实验原理在温度T下的真空密闭容器中，当液体分子从表面蒸发逃逸和蒸汽分子向液面凝结的速度相等时，我们就认为液体和它的蒸汽处于动态平衡。此时液面上的蒸汽压力就是液体在温度T时的饱和蒸气压。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，液体沸点也不同。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：2mvapdlndRTHTp(1)式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：CTRHp1lnmvap(2)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RHmvap，由斜率可求算液体的ΔvapHm。测定液体饱和蒸气压的方法有如下三类：1)静态法：在某一温度下，直接测量饱和蒸汽压。此法一般适用于蒸汽压比较大的液体。2)动态法：在不同外界压力下，测其沸点。此法一般适用于沸点较低的液体。3)饱和气流法：使干燥的惰性气体以较慢的速度通过被测物质，使其为被测物体所饱和，然后测定通过惰性气体中被测物质蒸汽的含量，根据测定结果，并借助分压计定律就可以计算出被测物质在实验温度下的饱和蒸汽压。此法适用于蒸汽压较小的物质。本次试验采用静态法测定乙醇的饱和蒸汽压。三、仪器与试剂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、电热水壶、无水乙醇。四、实验步骤：1、读取实验室的大气压力2、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。再按照图一安装好仪器。3、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。4、排除AB弯管空间内的空气和形成液封打开阀1，恒温槽温度调至比次大气压下待测液沸点高3-5℃，如此沸腾3-5min，停止加热，关闭阀15.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，并打开阀2，使测量系统的压力减小5-7kPa，液体将重新沸腾，又有气泡从平衡管冒出，关闭阀2，继续降低水温。当温度降到一定程度时，B,C液面又处于同一水平面，立即读取水温和压力计的读数。重复上述操作，每次使温度升高3℃，测6组数据。实验结束后，将热水浴移开，并慢慢打开直通活塞，让空气徐徐进入。使等压管恢复到常温，然后关闭冷凝水停止冷却。请勿随便关停抽气泵，以免影响使用同一个真空泵的他人做实验。五、数据处理：(1)数据记录被测液体：乙醇室温：27.2℃大气压：97.30kPa温度压力t/℃T/K1/（T/K)×10^-3压力计读数△p/kPa液体的蒸汽压p/kPaln(p/kPa)40313.153.19377.0820.223.00743316.153.16374.4622.843.12946319.153.13369.6227.683.32149322.153.10468.4928.813.36152325.153.07663.7233.583.51455328.153.04758.8438.463.650被测液体：环己烷室温：27.2℃大气压：97.3kPa温度压力t/℃T/K1/（T/K)×10^-3压力计读数△p/kPa液体的蒸汽压p/kPaln(p/kPa)40313.153.19372.0125.293.23043316.153.16366.6830.623.42246319.153.13361.1136.193.58949322.153.10461.6135.693.57552325.153.07656.0441.263.72055328.153.04751.5845.723.823(2)以lnp对1/T作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度范围内液体的平均摩尔汽化热△vapHm。乙醇：ΔvapHm=﹣kR=35.90kJ/mol环己烷：ΔvapHm=﹣kR=31.30kJ/mol六、注意事项:1)在实验开始前,应先往冷凝管通入冷水,否则实验过程中乙醇会从C管液面蒸发。2)实验装置系统要防止漏气。3)在实验过程中,应不断搅拌烧杯中的热水,使等压管各处的温度一致。4)实验过程中,等压管需全部浸入热水中。5)抽气操作既要迅速，也要平稳。