纯液体饱和蒸汽压的测定20131124.doc

华南师范大学实验报告 学生姓名 学号 专 业 化学（师范） 年级、班级 课程名称 物理化学实验 实验项目 纯液体饱和蒸气压的测定 实验类型 □验证□设计□综合 实验时间 2011 年 11 月 19 日 实验指导老师 李国良老师 实验评分 一、实验目的 1.明确液体饱和蒸气压的意义，熟悉纯液体的饱和蒸气压与温度的关系以及克劳休斯-克拉贝龙方程。 2.了解静态法测定液体饱和蒸气压的原理。 3.学习用图解法求解被测液体在试验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。 4.了解数字式低真空测压仪，熟悉常用气压计的使用及校正方法，初步掌握真空实验技术。 二、实验原理： 饱和蒸气压：在真空容器中，液体与其蒸气建立动态平衡时（蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等）液面上的蒸气压力为饱和蒸气压。温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，所以蒸气压增大。饱和蒸气压与温度的关系服从克劳休斯-克拉贝龙方程： 因温度范围小时，ΔvapHm可以近似作为常数，将上式积分得： 作～1/T图，得一直线，斜率为 由斜率可求算液体的ΔvapHm。 液体蒸发时要吸收热量，温度T下，1 mol液体蒸发所吸收的热量为该物质的摩尔气化焓。沸点：蒸气压等于外压的温度。显然液体沸点随外压而变，101.325kPa下液体沸点称正常沸点。 本实验采用静态法测量（装置如下做图）。平衡管如图下右图，待测物质置于球管A内，U型管中夜放置被测物质，将平衡管和抽气系统、压力计连接，在一定温度下，当U形管中的液面在同一水平时，记下此时的温度和压力，则压力计示值就是该液体的饱和蒸气压。 三、仪器与试剂 液体蒸气压测定装置1套；空泵（共用）1台；纯水；00℃水银玻璃温度计 1根 四、实验步骤 1.装置仪器 将待测液体装入平衡管A球约2/3体积，U形管中液面以平衡后接近B和C球底部为佳，后按装置图装好各部分，冷阱中加入适量冰水，所有接口处严密。将精密数字压力计的电源接通并打开，单位选择mmHg档，并在大气压条件下置零。 2.系统严密性检查 关闭活塞7，旋转活塞6，使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计示数差为400mmHg左右，关闭活塞6停止抽气，观察压力计示数，若示数在3-5min内不变，表明系统不漏气。否则逐段检查，消除漏气原因。 3.检查A球和B球间的空气 检查不漏气后，接通冷凝水，开启搅拌装置，将恒温槽温度调至40℃左右，继续抽气降压接近-730mmHg，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3-5min左右，可认为空气排除干净。 4.不同温度下水的饱和蒸气的测量 当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转活塞7缓缓放入空气，直至BC管中液面平齐，关闭活塞7，记录温度和压力。用同样方法，将恒温水槽每升高5℃测一次，记录各个温度和相应的压力，从低温到高温依次测定，共测6-8组。 最后打开活塞7，关闭回流水、真空泵、电源。 验数据记录与处理 ①实验测得的数据记录 福廷式气压计读数： 大气压：101温度： 换算：101.7Pa＝7 mmHg 福廷式气压计读数温度影响的校正： 次序 1 2 3 4 5 6 温度t/℃ 温度T/K 1/T/K-1(×10-3) 3.2473 3.1923 3.1433 3.0936 3.0477 2.9987 2.9574 2.9143 测压仪的示数/mmHg --705.0 -686.1 -667.2 -644.5 -612.3 -578.7 -531.9 蒸汽压/mmHg 蒸汽压p/Pa 12354.77 15381.03 19673.79 24153.19 30392.36 ln p 8.6369 8.8977 9.1937 9.4218 9.6409 9.8870 10.0922 10.3219 ②作ln p－1/T的图，求纯水的正常沸点T正常 ∵标准大气压为101325Pa，则 ln p＝11.5261 代入y = -50x + 24.993得： 解得：1/T＝ x ＝2.67×10-3 K-1 ∴纯水的正常沸点为：T＝373. K ③根据ln p－1/T直线的斜率，求纯水在实验温度区内的平均摩尔汽化热ΔvapHm ΔvapHm＝－Rm＝－8.314×(－) ＝J/mol＝ kJ/mol ④计算T正常、ΔvapHm的相对误差，并对实验结果进行讨论 理论值(100℃、101325P