纯液体饱和蒸气压的测量(可编辑)doc下载

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液体饱和蒸气压的测量班级:级化工班姓名:学号:指导老师:日期:年月号成绩:一、实验目的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与温度的关系。 用数字真空计测不同温度下环己烷的饱和蒸气压初步掌握低真空实验技术。

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热与正常沸点。 二、实验原理在一定温度下与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力称为该温度下的饱和蒸气压。 这里的平衡状态是指动态平衡。 在某一温度下被测液体处于密闭真空容器中液体分子从表面逃逸成蒸气同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相当两者的速率相同时就达到了动态平衡此时气相中的蒸气密度不再改变因而具有一定的饱和蒸气压。

纯液体的蒸气压是随温度变化而改变的它们之间的关系可用克劳修斯克拉贝龙方程式来表示:(Ⅱ)式中p*为纯液体在温度T时的饱和蒸气压T为热力学温度△vapHm为液体摩尔汽化热R为摩尔气体常数。 如果温度的变化范围不大△vapHm视为常数可当作平均摩尔汽化热。

将(Ⅱ)式积分得:(Ⅱ)式中c为积分常数此数与压力p*的单位有关。 由(Ⅱ)式可知在一定温度范围内测定不同温度下的饱和蒸气压以ln{p*p}对T作图可得一直线。 由该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△vapHm。

当外压为kPa时液体的蒸气压与外压相等时的温度成为该液体的正常沸点。

从图中也可求得其正常沸点。

测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法和饱和气流法等。

本实验采用静态法即将被测物质放在一个密闭的体系中在不同温度下直接测量其饱和蒸气压在不同外压下测量相应的沸点。

此法适用于蒸气压比较大的液体。

三、仪器试剂蒸气压测定装置套真空泵台数字式气压计台稳压瓶一个电加热器只温度计支数字式真空计台磁力搅拌器台环己烷(分析纯)。

四、实验步骤按仪器装置图接好测量线路所有接口须严密封闭将液体装入平衡管。 系统检漏缓慢旋转三通活塞使系统通大气开启冷却水接通电源使真空泵正常运转后调节活塞使系统减压至×Pa后关闭活塞此时系统处于真空状态。

如果在数分钟内真空计示值基本不变表明系统不漏气。 若漏气则分段检查直至不漏气才可进行实验。

测不同温度下液体的饱和蒸气压转动三通活塞使系统与大气相通开动搅拌机并水浴加热。 随温度逐渐上升平衡釜中有气泡逸出后继续加热至正常沸点之上大约℃左右。

慢慢打开稳压瓶抽气阀到有气泡出现调节阀门使气泡间隔~cm直至没有气泡出现~秒后出现一串气泡说明排气完成已将平衡管中的空气赶净。

关闭抽气阀门关闭真空泵电源。

当空气排除干净且体系温度恒定后旋转稳压瓶上的直通活塞缓缓放入空气直至U型管中液面相平关闭活塞记录温度与压力。

依次测定℃、℃、℃、℃、℃的压力。 五、数据记录及处理表环己烷饱和蒸气压的测定室温:℃大气压p:kPa浴温℃真空计EkPa环己烷饱和蒸气压p*kPa=pE纯液体饱和蒸气压p*kPaTK由蒸气压p*对温度T作图:见图图P*~T图由图中均匀取个点的数据列于表中。 表环己烷在温度T时的饱和蒸气压p*TKP*KPaTKlnp*绘制lnp*~T图:见图图lnp*~T图求平均摩尔汽化热根据公式和图可知斜率==*^平均摩尔汽化热ΔvapHm=××=×J·mol=kJ·mol误差分析:△vapHm的相对误差=()=求正常沸点在表中取一个数据点:lnp=T=×k已知标准大气压p*=kPalnp*=上述数据代入公式lnp*lnp=×(T*T)=×(T*×)T*=×KT*=K正常沸点t*=℃(文献值:℃)误差分析:T的相对误差=()=六、实验注意事项整个实验过程中应保持等位计A球液面上空的空气排净。

抽气的速度要合适。 必须防止等位计内液体沸腾过剧致使B管内液体被抽尽。 蒸气压与温度有关故测定过程中恒温槽的温度波动需控制在±K。 实验过程中需防止B管液体倒灌入A球内带入空气使实验数据偏大。 在停止实验时应缓慢的先将三通管活塞打开使系统通大气再使抽气泵通大气(防止泵中的油倒灌)然后切断电源最后关闭冷却水使实验装置复原。

七、思考题、本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压为什么?答:一般不能。 溶液的蒸气中易挥发组分的浓度大于本体浓度蒸气被抽走后溶液本体浓度会改变导致蒸气压一直在变而无法测定若是恒沸溶液则可以测定。

、温度愈高测出的蒸气压误差愈大为什么?答:首先因为本实验是假定vapHm(平均摩尔汽化热)在一定范围内不变但是当温度升得较高时vapHm的真值与假设值之间存在较大偏差所以会使得实验结果产生误差。 温度越高温度波动越大蒸气压也随之波动无法稳定。