实验二液体饱和蒸气压的测定王巧芬

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工103姓名王巧芬序号10402010306同组姓名王萍、谢丹、俞浩彬指导老师赵丹实验日期3月15号实验名称实验二液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1、掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压。2、学会用图解法求乙醇在是实验温度范围内的平均。二、实验原理一定温度下，液体纯物质与其气相达平衡时的压力，称为该温度下该纯物质的饱和蒸气压，简称蒸气压。纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝隆方程来表示：设蒸气为理想气体，在实验温度范围内摩尔蒸发焓mvapH可视为常数，并略去液体的体积，将上式积分得克劳修斯—克拉贝隆方程：式中C为不定积分常数，此数值与压力P的单位有关。由式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸气压P，以kPapln对1/T作图，得一直线，求得直线的斜率m和截距C，则乙醇的平均摩尔蒸发焓为：].[.][HmvapHmRR习惯上把液体的蒸气压等于101.325kPa时的沸腾温度定义为液体的正常沸点，由上式还可以求的乙醇的正常沸点。本实验采用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸气压。DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板如图所示，测定在等位计1中进行。等位计的构造如图所示。等位计由一个球管A与一个U型管连接而成，待测物质置于球管内，U形管中放置被测液体，将等位计和抽气系统、压力计连接，在一定温度下，若在A、B管液面上方的空间内充满了该液体的饱和蒸汽，而且当U形管中B、C两管的液面在同一水平时，表明U形管两臂液面上方的压力相等，记下此时的温度和压力，则压力计的示值就是该温度下液体的饱和蒸气压，或者说，所测温度就是该压力下的沸点。U形管中的液体和平衡指示作用。三、仪器与试剂仪器：DPCY-2C型饱和蒸汽压教学实验仪器一套，HK-1D型恒温水槽一套，WYB-1型真空稳压包一个，稳压瓶一个，安全瓶一个。试剂：无水乙醇四、实验步骤1、读取实验时的室温及大气压。2、装水：将HK-1D型恒温水槽装满水，直到淹没等位计倒U形管顶即可。3、教学试验议置零：打开教学实验议电源，预热5分钟，将选择开关达到Kpa档，按下面板上的置零键，显示值为00.00数值即可。4、系统气密性检查：将真空泵前的安全瓶活塞通大气，其余活塞都关，接通真空泵电源，并关闭与真空泵相连的活塞，开始抽真空。抽气减压至压力显示-40~-53Kpa时，关闭三通活塞。观察压力示数，压力示数能在3~5分钟内维持不变，说明气密性好。5、排除球管上方空间内的空气：打开HK-1D型恒温水槽电源，设定温度为25℃，连接冷凝水，调解搅拌机的搅拌速度，稍微快些。用WYB-1型真空稳压包控制抽气速度，使等位计中的气泡一个一个逸出，直到液体出现轻微沸腾现象，让该过程持续3~5分钟。关闭真空稳压包与稳压瓶相连的阀门，让真空泵再抽1~2分钟后关闭另一侧阀门，打开与真空泵连接的安全瓶活塞，再关闭真空泵电源。6、饱和蒸气压的测定：等位计内一出现沸腾现象，就打开稳压瓶上的直通活塞，缓缓放入空气，让B、C两液面尽量相平，待体系温度恒定后，通过放入空气的量来使B、C两液面相平，液面在3分钟内仍能维持相平，则记下此时的温度和压力。然后，将恒温槽温度上升5℃，操作步骤如上。依次测定，共测5次，升高温度的间隔均为5℃。7、结束实验：5组都做完后，关闭所有仪器电源，打开真空稳压包哈桑中间的阀门，待等位计冷却后，关掉冷凝器的冷却水。整理好仪器，但不拆除。五、数据记录与处理1、大气压：101.45kPa室温17℃2、不同温度时乙醇的蒸气压表。t/℃25303540451/T^1033.353.303.253.193.14△P/kPa-91.22-89.03-85.96-82.52-77.69P/kPa10.2312.4215.4918.9323.76lnP/kPa2.332.522.742.943.17△vapHm/KJ.mol-132.50P为乙醇的饱和蒸气压：P=P（大气压）-|△P|以lnp/Pa~1/T^103作图，其中X轴为1/T^103，Y轴为lnP/kPa。图如下：3.103.153.203.253.303.352.22.42.62.83.03.2lnP/KPa1/T^103B由该图可算出斜率m=-3.91,RHmvap=-3.91可以算出mvapH=3.91*8.314=32.50KJ.mol-1取点代入原式可算出截取C=2.74+3.91*3.25=15.45乙醇在P=101.78Kpa下的沸点为t=87.80℃可算出标准的mvapH=42.59KJ.mol-1蒸发焓的相对误差=（42.59-32.50）/42.59*100%=23%沸点的相对误差=（87.80-78.4）/78.4*100%=12%六、结果与讨论1、有数据处理得到蒸发焓的相对误差为23%，明显偏大不多，导致出现此原因的有：①．在使B、C液面出现沸腾现象时，没有及时放入一些空气，导致出现误差。②．当调整好B、C液面相平时，过三分钟后液面出现误差，没有完全相平。③．操作过程中出现的一些误差和仪器本身的误差，从而导致蒸发焓的误差较大。