饱和蒸汽压的测定实验报告

大学化学实验II实验报告 (物理化学实验部分） 学院： 资环学院              专业：  环境工程                      班级：环境131班 姓名   学号   同组人   日期 2015年4月15日 指导教师   成绩   实验名称 液体饱和蒸汽压的测定 实验 目的 1. 明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系以及克劳修斯-克拉配龙方程的意义。 2. 掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化焓。 3. 初步掌握真空实验技术，了解恒温槽及等压计的使用方法。 仪器及 试剂 饱和蒸汽压测定教学实验仪DPCY-2C型、恒温水槽一台、等压计一支、循环水式真空泵SHB-B95型一台、真空稳压包WYB-ZC型一台、乙醇、手机秒表   1. 通常温度下（距离临界温度较远时），在一真空密闭容器中，液体很快和它的蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从液面逃逸的速率相等。此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸汽压。蒸发1摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔汽化焓。液体的蒸汽压与温度有关。温度升高，分子运动加剧，单位时间内液面逸出的分子数增多，蒸汽压增大，反之，温度降低时，蒸汽压减小。 2. 当蒸汽压等于外界压力时，液体便沸腾。此时的温度称为沸点。外压不同时，液体的沸点将相应改变。 3. 液体饱和蒸汽压与温度的关系用克拉配龙方程式表示为： 4. 由于 ，故 ，将气体视为理想气体，即可得到克劳修斯-克拉配龙方程： 假定 与温度无关，或因温度变化范围较小， 可近视视为常数，积分上式得到： 实验原理 由此可以看出，测定不同温度T下的蒸汽压P，以 对1/T作图，应为一条直线，直线的斜率为 ，由直线的斜率可求算液体的摩尔蒸发焓 。 实验步骤 1.从气压计读取大气压，并记录。 2.打开饱和蒸汽压测定教学实验仪电源开关，预热5分钟后，调量纲旋钮到“KPa”档，饱和蒸汽压测定教学实验仪通大气，再按下“清零”键。 3.检查系统是否漏气，关闭进气口4，打开阀门2、3和真空泵，抽真空2-3min，关闭阀门2，此时若数字压力计上的数字基本不变，则说明系统不漏气。否则逐段检查，消除漏气原因。 4.测定30度下乙醇的饱和蒸汽压。确认系统不漏气后，关闭增压包的增压阀，打开真空包的减压阀，开启真空泵约5分钟，将系统中的空气抽出这样试样球与U形管之间的空气呈气泡状通过U形管的液体逸出。当发现气泡成串逸出时，可迅速关闭缺抽气阀门3，至乙醇开始沸腾，关闭减压阀，缓慢开启增压阀放入空气，直至等压计U形管两端页面平齐，迅速关闭旋塞，记录此时恒温槽的温度，及饱和蒸汽压教学实验仪上的压差值。计算出所测温度下的饱和蒸汽压，并于数据对比，误差较大者，重复此步骤。 5.调整恒温槽温度，使之升高5°C，待系统恒温后，液体再次沸腾；在缓慢开启增压阀，缓慢放入空气，直至等压计两端液面平齐，迅速关闭旋塞，记录此时的恒温槽的温度，及饱和蒸汽压教学仪上的压差值。 6.每次使恒温槽升温5°C，重复上述操作，直至温度到达60°C。 7.实验结束后，开启阀门3、4，关闭教学实验仪、恒温水槽的开关，最后一组关闭真空泵。 实验数据记录 大气压： 89.0KPa 数据记录表 T/℃ T/K 1/T ΔP P外/KPa P ㏑p 29.88 303.03 0.003300 -76.24 89.0 12.76 2.54631 34.86 308.01 0.003247 -73.28 89.0 15.72 2.75493 39.85 313 0.003195 -69.33 89.0 19.67 2.97909 44.69 317.84 0.003146 -64.5 89.0 24.5 3.19867 49.88 323.03 0.003096 -58.56 89.0 30.44 3.41576 54.59 327.74 0.003051 -50.97 89.0 38.03 3.63838 59.52 332.67 0.003006 -42.21 89.0 46.79 3.84567               实验数据处理与结果 1/T 0.003300 0.003247 0.003195 0.003146 0.003096 0.003051 0.003006 ㏑p 2.54631 2.75493 2.97909 3.19867 3.41576 3.63838 3.84567                 数据处理表 1/T-㏑p图 由上图计算出： 该直线的函数式为:y=-4439.96x+17.19 斜率为-4419.6 由ΔvapHm/R=-4419.6可求得ΔvapHm=39.916KJ/mol 实验问分析与讨论 1.本实验产生误差的原因有哪些？ 答：当地大气压、判断液面是否相平的标准、液面相平时数据的采集 都会对实验结果造成影响。 2.数字压力计中所读的压差值是否就是春液体的饱和蒸汽压？ 答：不是。纯液体的饱和蒸汽压等于外界大气压加上所测得的压差值。 3.为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵？ 答：真空泵在开关之前，因系统内压力低，先通大气，以防油泵中的油倒流使真空泵损坏。 4.为什么等压计中的U星形要用样品本身作液封？ 答：等压计中的U星形要用样品本身作液封，是为了使系统中的液体所受压力只与大气压有关，减少了其他因素的干扰，方便计算。 5.开启旋塞将空气放入系统时，放得过多如何办？ 答：打开减压阀进行减压。如果产生了倒流现象得重新进行排大气步骤，再继续实验。 6.稳压包的作用什么？ 答：稳压包的作用是稳定蒸气压力。缓冲作用。 7.蒸发焓与温度有无关系？ 答：蒸发1摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔汽化焓（蒸发焓）。因此蒸发焓与温度有关。 8.等压计的原理是什么？为什么要等到等压计两端液面平齐时，才能记录此时温度及压差值？ 答：等压计就是运用等压原理，等到等压计两端液面平齐时，代表两侧产生的压力相等，此时读数才能准确读出另外一端的压力。 9.克-克方程在什么条件下才能应用？ 答：在纯物质的两相平衡，并且其中一相是气相时可以应用。因为此时的气体可以看作理想气体，液体的体积也可以忽略不计。 10.本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？ 答：溶液不是纯净物，其沸点不稳定，实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点。 11.如果用升温法测定乙醇的饱和蒸汽压，用该实验装置是否可行？若行，如何操作？ 答：升温法可行。先打开阀2，关闭阀1，使储气管内压强达-50kPa左右，关闭阀2，温度每升高3-5°C，打开阀1，增大压强使球形管内液面相平。 指导教师意见 签名：                      年      月      日