试验21纯液体饱和蒸气压的测定pdf.PDFVIP

实验21 纯液体饱和蒸气压的测定 一、实验目的 1.用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气压。 2.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系。克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron) 方程式的意义，并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。 二、预习要求 1.掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。 2.了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。 3.掌握水银温度计的露茎校正方法。 三、实验原理 在通常温度下(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，液体沸点将相应改变，当外压为pø (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： (1) 式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；Δ H 为在温度T时纯液体的摩尔气化热。 vap m 假定Δ H 与温度无关，或因温度范围较小，Δ H 可以近似作为常数，积分上式，得： vap m vap m (2) 其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对 作图，应为一直线，直线的斜率为 ，由斜率可求算液体的Δ H 。 vap m 测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用静态法，是指在某一温度下，直接测量饱 和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装 置，如图 21-1 所示。 平衡管由 A球和 U 型管B、C 组成。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 管的液面处于同一水平 时，则表示 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液体在此外压下的沸点。用当时的大气压减去压力计两水银面的 高度差，即为该温度下液体的饱和蒸气压。 用静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压的实验方法，有升温法和降温法二种。 四、仪器药品 1.仪器 纯液体饱和蒸气压测定装置 1 套；放大镜(×5)1 只；直尺1把。 2.药品 蒸馏水；乙醇或乙酸乙酯。 五、实验步骤 方法一：升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压 图 21-1 纯液体饱和蒸气压测定装置图 1.恒温水浴；2.温度计；3.搅拌；4.平衡管；5.冷凝管； 6.水银压力计；7.缓冲瓶；8.进气活塞；9.三通活塞；10.安全瓶。 1.装置仪器 将待测液体装入平衡管中，A 球约23 体积，B 和C 球各12 体积，然后按图装妥各部分。 2.系统气密性检查 关闭活塞 8，旋转三通活塞 9 使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至汞压力计 两臂汞面压差为 53kPa(40cmHg）时，关闭活塞 9，使系统与真空泵、大气皆不通。观察 U 型汞压力计的一臂汞面高度，如汞面高度能在数分钟内维持不变，则表明系统不漏气。否则 应逐段检查，消除漏气原因。 3.排除 AB 弯管空间内的空气 AB 弯管空间内的压力包括两部分: