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实验指导
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.  了解用静态法测定乙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.  学会用图解法求乙醇所测实验温度范围内的平均摩尔汽化热。
 
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—克方程式:
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m=-△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乙醇的饱和蒸气压。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—无水乙醇,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。
 
三.实验原理图
 
 
四.实验装置
 
 
 
 
五.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:无水乙醇
 
六.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,在从上口加入乙醇,样品管冷时,即可将乙醇吸入,再烤,再装,装至2/3球的体积。在U型管中加乙醇作液封。
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一全部被乙醇充满,记下压力测量仪上的读数。
5.同法测定25℃,30℃,35℃,40℃时乙醇的蒸汽压。(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。
 
七.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。
 
八.数据处理
1.将测得数据计计算结果列表:
温度      项目
△P(Pa)
P=P0-△P(Pa)
lgP
1/T(K-1)
备注
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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上求出乙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.以最小二乘法求出乙醇蒸汽压和温度关系式(:lgP=- B/T+C)中的B、C值。
 
 
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