物化实验报告-纯液体饱和蒸气压的测定...doc

一、实验目的 明确纯液体饱和蒸汽压和蒸汽压的概念及其与温度的关系，加深对劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的理解。 掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理及方法，并学会用图解法求纯液体的平均并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。 了解数字式低真空侧压仪=，熟悉常用的气压计的使用及校正的方法，初步掌握真空实验技术。 二、实验原理 在一定温度下(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: ? ? 式中，R为摩尔气体常数;T为热力学温度;ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。 在温度变化范围不大时，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上得: 由此式可以看出，以lnp对 作图，应为一直线，直线的斜率为m= ，由斜率可求算液体的ΔvapHm=-Rm 当液体的饱和蒸汽压登月外界压力时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点，当外压为1atm(1.01325kPa)时，液体的沸点成为正常沸点。 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Ⅲ-3-1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。 四、实验步骤 1.将纯水倒入等压计中 （这部分已由老师装置完毕） 检查U形管两边处于同一水平，水面接近B球底部位置。 2.系统气密性检查 关闭直通活塞，旋转三通活塞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-53.3kPa(400mmHg）时，关闭三通活塞，使系统与真空泵、大气皆不通。观察压力计示数，如果在3分钟内示数维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查装置每个部分，消除漏气原因。 3.排除管内的空气 先将恒温槽温度调至40oC接通冷凝水，抽气降压至液体轻微沸腾，此时弯管内的空气不断随蒸气管逸出（速度不宜过快，若过快可适当打开漏入空气，但不应使空气倒灌），如此沸腾3分钟，可认为空气被排除干净。 4.饱和蒸气压的测定 当空气被排除干净，且体系温度恒定后，打开直通活塞缓缓放入空气（切不可太快，以免空气倒灌入弯管中，如果发生空气倒灌，则须重新排除空气)，直至B管、C管中液面平齐，关闭直通活塞，立即记录此时的温度与压力差（如果放入空气过多，C管中液面低于B管的液面，须再缓慢抽气，再调平齐）。 然后，将恒温槽温度升高5℃，因温度升高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不断沸腾。为了避免B、C管中液体大量蒸发，应随时打开直通活塞缓缓放入少量空气，保持 C管中液面相对平静。当体系温度恒定后，再次放入空气使B、C管液面平齐，记录温度和压差。然后依次每升高5℃，测定一次压差，总共测7个值。 五、实验记录和数据处理 1、记录:将测得数据计计算结果列表： 室温：24.4oC 气压计读数：102.600kPa 校正后压强102.217kPa 次数 温度t/℃ 1/T 压强差△p/kPa 压强p/kPa lnp 1 40.1 0.003192338 -94.35 7.867 2.062676795 2 45.08 0.003142381 -92.22 9.997 2.302285048 3 50.15 0.003093102 -89.57 12.647 2.537420033 4 55.06 0-86.33 15.887 2.765501165 5 60.09 0-82.11 20.107 3.001068013 6 65.18 0.002955694 -77.1 25.117 3.223544908 7 70.09 0.002913413 -71.1 31.117 3.437754294 2、根据实验数据作出lgP—1/T图,根据斜率求出摩尔汽化热△vapH与正常沸点。 纯水的正常沸点为在一个大气压下,(101.3kPa)下的沸点。由上面的回归方程可知， T正常=374.10K=100.95oC △vapHm=-Rm=41.04KJ 3、计算T正常、△vapHm的相对误差，并对数据结果进行讨论。 T正常相对误差Et=