【2017年整理】纯液体饱和蒸气压的测定.doc

纯液体饱和蒸气压的测定 一、实验目的 1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程式。 2. 用等压计测定不同温度下环己烷（或正己烷）的饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术。 3. 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。 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劳修斯-克拉珀龙方程式表示： 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101325Pa、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，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。实验采用压力平衡管测定蒸汽压（图4.1），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，该压力可由数字式真空压力计进行测定，此时液体温度即系统的气液平衡温度。 图4.1 平衡管示意图 三、仪器与药品 DP-AF 饱和蒸气压实验装置（南京桑力电子设备厂）1套（包括真空泵、缓冲储气罐、数字真空计、平衡管和冷凝器等），恒温水槽1套，电吹风机，温度计（分度值0.10C及10C）各1支 正己烷（分析纯）、环己烷（分析纯）或无水乙醇（分析纯），氯化钠，，无水氯化钙，5A分子筛 图 4.2 纯液体饱和蒸气压测定装置示意图 仪器装置如图4.2所示，各部分部件功能如下： （一）DP－AF精密数字压力计 DP-AF精密数字压力计是低真空检测仪表，适用于负压的测量，可以代替U型水银压力计，消除其汞毒的缺点。精密数字压力计采用CPU对压力数据进行非线性补偿和零位自动校正，可以在较宽的环境温度范围内保证准确度。 1、技术指标 ① 测量范围: 0～-100.0Kpa；② 分辨率: 四位半：0.01 Kpa; 三位半：0.1 Kpa；③ 体积: 210×240×85mm3；④ 重量: 1.5Kg 2、使用条件 ① 电源:AC220V±10%，50Hz；② 环境温度: -10～50℃；③ 相对湿度: ≤85%RH；④ 压力传递介质:除氟化物气体外的各种气体介质均可使用。 3、前面板示意图 ① 单位键：选择所需要的计量单位 ② 采零键：扣除仪表的零压力值(即零点漂移) ③ 复位键：程序有误时重新启动CPU ④ 数据显示屏：显示被测压力数据 ⑤ 指示灯：显示不同计量单位的信号灯 “单位”键：当接通电源，初始状态为Kpa指示灯亮，显示以Kpa为计量单位的零压力值；按一下“单位”键，mmHg指示灯亮，LED显示以mmHg为计量单位的压力值。 4、后面板示意图 ① 电源插座：与～220V相接 ② 电脑串行口：与电脑主机后面板的RS232C串行口连接（可选配） ③ 压力接口：被测压力的引入接口 ④ 压力调整：被测压力满量程调整 ⑤ 保险丝：0.2A （二）缓冲储气罐 全部采用不锈钢制造，设计新颖，外形美观，防腐性、气密性好。安装简便，使用安全、可靠。 1、技术条件 压力罐的使用压力：-100Kpa～250 Kpa；② 系统气密性：≤0.1 Kpa/10s 2、缓冲储气罐的使用方法 （1）安装 用耐压橡胶管将真空泵气嘴与缓冲罐压力调节口接嘴相连接，端口1用堵头塞紧，端口2与数字压力表连接。打开数字压力表，阀门1、2、3全部打开（三阀均为顺时针旋转关闭，逆时针旋转开启），按数字压力表“采零”键使读数显示为“0.00kPa”。 （2）整体气密性检查 将阀2、3打开，阀1关闭。在真空系统的冷阱中放入冰盐浴，启动真空泵，缓慢关闭放空活塞，抽真空至压力为?100 kPa左右，关闭阀门3。缓慢开启放空活塞后，关闭真空泵。观察数字压力计，若显示数值无上升（小于0.01kPa/秒），说明整体气密性良好。否则需