实验5 液体饱和蒸汽压的测定 教案.doc

第 次课 4 学时 本次课题（或教材章节题目）：实验5 饱和蒸汽压的测定 教学要求： 明确纯液体饱和蒸汽压的定义及气液两相平衡的概念以及纯液体饱和蒸汽压与温度的关系—克劳修斯-克拉贝龙方程式；掌握静态法测定饱和蒸汽压的实验方法和真空泵的使用；学会用图解法求所测液体的平均摩尔汽化热与正常沸点，正确地进行数据记录、处理与绘图，得出合理的结论。 重 点： 液体饱和蒸汽压的概念及其测定，克-克方程 难 点： 气液平衡压力与温度的测定 教学手段及教具：演示讲授，实际操作。 讲授内容及时间分配： 演示讲授实验原理、实验步骤及注意事项、数据处理 0.5h 实验操作 3.5h 课后作业 对实验数据进行处理，完成实验报告各项内容。 参考资料 河北科技大学物理化学教研室编，物理化学实验，北京理工大学出版社，2005 北京大学化学系物理化学教研室，物理化学实验(第3 版)，北京大学出版社，1995 清华大学化学系物理化学编写组，物理化学实验，清华大学出版社，1991 复旦大学等，物理化学实验，高等教育出版社，1993 液体饱和蒸气压测定实验新装置. 李慎新. 大学化学, 1995,2,40. 液体饱和蒸气压测定实验装置的改进.张华等.化学教育, 1985,5, 38. 实验5 液体饱和蒸汽压的测定 一、实验目的 1. 明确纯液体饱和蒸汽压的定义及气液两相平衡的概念，了解纯液体饱和蒸汽压与温度的关系—克劳修斯－克拉贝龙方程式。 2. 采用静态法测定CCl4在不同温度下的饱和蒸汽压，掌握真空泵的使用。 3. 学会用图解法求所测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。 二、实验原理 饱和蒸汽压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力。它是物质的特性参数。纯液体的蒸汽压是随温度变化而改变的，温度升高，蒸汽压增大；温度降低时，则蒸汽压减小。当蒸汽压与外界压力相等时，液体便沸腾，外压不同时，液体的沸点也不同，通常把外压为101325Pa时沸腾温度定义为液体的正常沸点。 液体饱和蒸汽压与温度的关系可用克-克方程式表示： 由式可知，在一定外压时，测定不同温度下的饱和蒸汽压，以ln对1/T作图，可得一直线，由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热。当外压为，液体的蒸汽压与外压相等时，可从图中求得其正常沸点。 饱和蒸汽压的测定方法有两类： 1. 动态法：其中常用的有饱和气流法，即通过一定体积的己被待测液体所饱和的气流，用某物质完全吸收，然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸汽的分压力。 2. 静态法：把待测物质放在一封闭系统中，在不同温度下直接测量蒸汽压，或在不同外压下测液体的沸点，本实验采用静态法。 本实验采用静态法，通过测定在不同外压下液体的沸点，得到其蒸汽压与温度间的关系。所采用的装置如图所示。 实验采用压力平衡管测定蒸汽压。其原理：平衡管由三个相连的玻璃管a、b和c组成，a管中储存液体，b和c管中液体在底部相通。当a和c管上部纯粹是待测液体的蒸汽，b和c管的液体在同一水平时，则加在b管液面上的压力与加在c管液面上的蒸汽压相等，该压力就等于大气压减去汞高差，此时液体温度即系统的气液平衡温度。 三、实验步骤 1. 仪器安装 平衡管的液体装入方法是：将干净的平衡管放入烘箱中或在酒精喷灯上烘热，赶走管内部分空气，将液体从b管的管口灌入。管a冷却后，部分液体可以经c管流入a管。,然后将平衡管接在装置上。抽气减压，使a管中压力为汞柱，借大气压力可将液体压入a管，反复次，使液体灌至a管高度的三分之二为宜。 2. 系统检漏 首先关闭二通旋塞，旋转缓冲瓶上的三通旋塞使之与大气接通而与真空泵不通，然后开启真空泵，旋转三通旋塞使之与大气不通而与真空泵相通，而后缓慢旋转二通旋塞，使体系中压力减少至U型压差计压差达到Hg柱，关闭二通旋塞。隔分钟后观察水银柱压力计压差是否有变化，以检查实验系统是否漏气。确认不漏气后，旋转缓冲瓶上的三通旋塞使之与大气接通而与真空泵不通，待缓冲瓶恢复常压后，缓慢旋转二通旋塞，使系统恢复常压，进行下一步实验，若漏气，则需堵漏后，再检验气密性。 3. 测定大气压下的沸点 使系统与大气相通后，开启搅拌，将水浴加热(注意一定要使平衡管全部没入水中)，平衡管中有气泡产生，空气开始被排出。直至水浴温度达℃左右，恒温3～4min，赶净平衡管中的空气。然后停止加热（注意：不停搅拌），此时要特别注意观察平衡管液面变化，c管液面上升，同时b管液面下降。当两管的液面达到同一水平面时，立即记下此时的温度(即沸点)和大气压数值。重复测定大