实验三液体饱和蒸气压的测定

实验三液体饱和蒸气压的测定一、实验目的：1、了解用静态法测定异丙醇在不同温度下蒸气压的原理，进一步理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。2、掌握真空泵、恒温槽及气压计的使用。3、学会用图解法求异乙醇所测实验温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。二、实验原理：液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用克拉贝龙（Clapeyron）方程式表示：dP/dT=△vapHm/T△Vm；设蒸汽为理想气体，在实验温度范围内摩尔汽化焓△vapHm为常数，忽略液体体积，对上式积分可得克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程式：lgP=-△vapHm/2.303RT+C。式中：P为液体在温度T时的饱和蒸汽压；C为积分常数。根据克-克方程，以lgP对1/T作图，得一直线，其斜率K=-△vapHm/2.303R，由此可求得△vapHm。测定液体饱和蒸汽压的方法：1、静态法2、动态法3饱和气流法本实验采用静态法以等压计在不同温度下测定异丙醇的饱和蒸气压。其原理图如图1，左侧为压差测量仪原理图，右侧为等压管，等压管右侧小球中盛被测样品-异丙醇，U形管中用样品本身做封闭液。在一定温度下，若等压计小球液面上方仅有被测物质的蒸气，那么U形管右支管液面上即D液面所受压力就是其蒸气压。当这个压力与U型管左支液面即C上的空气压力相平衡时（U型管两臂液面齐平），就可从等压计相接的压差测量仪中测出此温度下的饱和蒸气压。图2.1纯液体饱和蒸气压测定装置图1-盛水大烧杯；2-温度计（分度值为0.1°）；3-搅拌；4-平衡管；5-冷凝管；6-开口U形水银压力计；7-具有保护罩的缓冲瓶；8-进气活塞；9-抽气活塞；10-放空活塞；11-安全瓶；12、13-橡皮管；14-三通活塞三．实验装置四．实验仪器及试剂：仪器：真空泵，缓冲瓶、干燥塔、恒温槽、冷陷、等压计、测压仪试剂：异丙醇五．实验步骤1、恒温调节：首先插上恒温槽总电源插座，打开电源开关，打开搅拌器开关，按下温度设定开关，设定目标温度如20℃，加热恒温。2、检漏：将烘干的等压计与冷凝管连接，打开冷却水，关闭放空管，打开真空泵及抽真空阀1、2，使低真空测压仪上显示压差为4000Pa~5300Pa。关闭抽真空阀1、2，注意观察压力测量仪的数字变化。如果系统漏气，则压力测量仪的显示数值逐渐变小。此时应细致分段检查，寻找漏气部位，设法消除。3、装样：取下等压计，将盛样球烤热，赶出样品球内的空气，在从上口加入异丙醇，样品管冷时，即可将异丙醇吸入，再烤，再装，装至2/3球的体积。在U型管中加异丙醇作液封。4、体系抽真空、测定饱和蒸汽压。等压计与冷凝管接好并用橡皮筋固定牢，置20℃恒温槽中，开动真空泵，开启抽气阀1，缓缓开启抽真空阀2，使等压计中液体缓缓沸腾，排尽其中的空气，关闭抽气阀2和1，缓缓开启放空阀，调节U型管两侧液面等高，从压力测量仪上读出△P及恒温槽中的T值，同法再抽气，再调节等压管双臂液面等高，重读压力差，直至两次的压力差读数相差无几。则表示样品球液面上的空间已全部被异丙醇充满，记下压力测量仪上的读数。5、同法测定25℃，30℃，35℃，40℃时异丙醇的蒸汽压。（注意：升温过程中应经常开启放空阀，缓缓放入空气，使U型管两臂液面接近相等，如放入空气过多，可缓缓打开抽气阀2抽气）6、实验完后，缓缓打开放空阀至大气压止。并在数字式大气压力计上读取当时的室温和大气压，并记录。六、实验注意事项：1、整个实验过程中，应保持等压计样品球液面上空的空气排净。2、抽气的速度要合适。必须防止等压计内液体沸腾过剧，致使U型管内液封被抽尽。3、蒸汽压与温度有关，所以测定过程中恒温槽的温度波动需控制在±0.1℃。4、实验过程中需防止U型管内液体倒灌入样品球内，带入空气，使实验数据偏大。5、实验结束时，必须将体系放空，使系统内保持常压，关掉缓冲罐上抽真空开关及所有电源开关和冷却水。七．数据处理：1、将测得数据计计算结果列表：项目温度△P/PaP＝P0+△P/PalgP1/T(K-1)备注20℃25℃30℃35℃40℃注意：P0为大气压，气压计读出后，加以校正之值，△P为压力测量仪上读数。2、根据实验数据作出lgP~1/T图。3、从直线lgP~1/T上求出异丙醇在实验温度范围内的平均摩尔汽化焓，将计算结果与文献值进行比较，讨论其误差来源。4、以最小二乘法求出异丙醇蒸汽压和温度关系式（：lgP=-B/T+C）中的B、C值。