液体饱和蒸气压的测定注意事项.docVIP

液体饱和蒸气压的测定 【实验目的】实验目的 1．加深理解饱和蒸气压、活度和渗透系数等概念。 2．学习测定液体饱和蒸气压的方法，了解蒸气压数据的应用。 3．理解蒸气压降低、沸点升高等溶液性质及稀溶液的依数性。 4．熟悉温度计的露茎校正方法。 5．了解数字式真空测压仪，熟悉福廷式气压计的使用及校正方法，初步掌握真空实验技术。 【实验原理】 在某一温度下，封闭系统中的液体，有动能较大的分子从液相跑到气相，也有动能较小的分子由气相回到液相，当二者的速率相等时，就达到了动态平衡。此时，气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。当液体饱和蒸气压与液体上方压力相等时，液体就会沸腾，此时温度就是沸点。 纯液体和定组成溶液的饱和蒸气压是温度的单值函数（如单组分处于气液平衡状态时，由相律计算自由度），蒸气压p随温度T的变化可用Clausius-Clapeyron方程表示 (1) 式中是液体的摩尔气化焓，R是摩尔气体常数。假定与温度无关，积分式（1），有 （2） C为积分常数，与压力p的单位选择有关。若以对1/T作图得一直线，由直线的斜率可求出该液体的摩尔气化焓，实现由易测量数据（蒸气压）求算难测量数据（蒸发焓和蒸发熵，一般需采用复杂的量热学方法测定）的目的，这正是热力学原理起作用的重要方面。 相平衡计算和工业应用中常用Antoine方程描述饱和蒸气压与温度的关系 (3) A，B，C为Antoine常数。此时可以估算不同温度时的摩尔气化焓和气化熵 (4) （5） 本实验分别用等压计法（静态）和沸点法（动态）测定纯水在不同温度下的饱和蒸气压。 本实验同时提供测定液体蒸气压的静态法和动态法装置。静态法（等压计法）直接测定待测液体在指定温度时的蒸气压，即固定T测定p得到蒸气压方程。动态法（沸点计法）是测定待测液在指定压力下的沸点，即固定p测定T得到蒸气压方程。静态法测定液体蒸气压所用等压计如图1，装置流程示于图2。图2中，恒温槽和等压计部分改为如图3所示的沸点计即为动态法实验装置。 图1 等压计 　　　　　 图2 等压计法实验装置流程示意 1-平衡柱；2-储液球；3-试样 　　　　1-接真空泵；2,3,4-三通活塞；5,6-缓冲瓶； 8-接氮气钢瓶（必要时）；7,9-活塞； 10-恒温槽；11-等压计；12-接压力计 图3 沸点计法实验装置流程示意 【实验知识点】 饱和蒸汽压的概念 饱和蒸汽压的测定方法 等压计 压力测量，大气压力的校正 温度测量和温度的露茎校正 福廷式气压计和数字式真空测压仪的使用 真空系统 【实验注意事项】 真空泵的使用：在停止实验时，应缓慢将三通活塞打开，使系统通大气，再使真空泵通大气（防止泵中的油倒灌），然后切断电源，然后关闭冷却水，使实验装置复原。 真空系统检漏 动态法中： 加热电压不可过高，加热丝发红，液体能够比较剧烈地沸腾，使液体能够达到稳定的气－液两相平衡。 冷凝管上方的活塞不能关！ 静态法实验难度较大，应特别仔细： 测定前必须将等压计内的空气驱赶干净，否则对结果影响很大。 抽气的速度要合适，必须防止等压计内的液体沸腾太激烈，致使管内液体被抽走。 实验过程中，要严防空气倒灌，否则，实验要重做。为了防止空气倒灌，在每次读数（平衡温度和平衡压力）后，应立即加热同时缓慢减压。 温度对蒸气压影响很大，必须严格控制恒温槽的温度。 【实验数据记录与处理】 动态法： 室温：24.8℃ 大气压：102.18kPa 压力计读数（mmHg） 测量值（℃） 辅助值（℃） （℃） T校正温度（K） 1/T(K-1) (kPa) 1 -413 79.40 23.4 0.50 352.55 0.002836 47.12 10.7604 2 -382 81.51 23.4 2.61 354.68 0.002819 51.25 10.8445 3 -353 83.20 23.2 4.30 356.39 0.002806 55.12 10.9172 4 -327 84.80 23.2 5.90 358.01 0.002793 58.58 1