饱和蒸汽压
物 理 化 学 实 验 报 告
实 验学 专 班 姓
名 称: 院: 业: 级: 名:
液体饱和蒸汽压的测定 化学工程学院 化工11-2班 盛临昌 学 号[1**********]
一、 实验目的
1、 掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。
2、 学会用图解法求乙醇在实验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。 二、 实验原理
一定温度下,液体纯物质与其气相达平衡时的压力,称为该温度下该物质的饱和蒸汽压,简称蒸汽压。
纯物质的蒸汽压随温度的变化可用克拉贝龙方程来表示: 错误!未找到引用源。
(2.2.1)
设蒸汽为理想气体,在实验温度范围内摩尔蒸发焓△vapHm可视为常数,并略去液体的体积,将(2.2.1)式积分克劳修斯—克拉贝龙方程:
错误!未找到引用源。 (2.2.2)
(2.2.2)中C为不定积分常数,此数值与压力p的单位有关。由(2.2.2)式可见,实验测定不同温度T下的饱和蒸汽压p,以错误!未找到引用源。对错误!未找到引用源。作图,得一直线,求得直线的斜率m和截距C,则乙醇的平均摩尔蒸发焓为:
错误!未找到引用源。 (2.2.3)
习惯上把液体的蒸汽压等于101.325KPa是的沸腾温度定义为液体的正常沸点,由(2.2.2)式还可以求得乙醇的正常沸点。 三、 实验仪器、试剂
仪器:DPCY-2C型饱和蒸汽压教学试验仪,HK-1D型恒温水槽,WYB-1型真空稳压
包,稳压瓶,安全瓶 试剂:无水乙醇 四、 实验步骤
1、 读取室温及大气压 2、 装样
将等位计内装入适量待测液体乙醇。A球管约2/3体积,U型管两边各1/2体积,然后装好各部分(各个接头处用短而厚的橡皮管链接,然后再用石蜡密封好,此步骤及所有连线,实验室已装好)。 3、 教学试验仪置零
打开教学试验仪电源,预热5分钟,选择开关打到KPa,按下面板的置零键,显示值为00.00数值(大气压被视为零值看待)。
4、 系统气密性检查
除了真空泵的安全瓶通大气外,其余活塞都关上,接通真气泵电源,关闭与真空泵链接的活塞,开始抽真空。抽气减压至压力显示-40~-53KPa时,关闭三通活塞,使系统与真空泵、大气皆不相通。观察压力示数,如果压力的示数能在3~5min内维持不变,或显示数字下降值
5、 排除球管上方空间内的空气
打开HK-1D型恒温水槽电源,设定温度为25℃,接通冷凝水,同时调节搅拌器匀速搅拌,其目的是使等压计内外温度平衡,用WYB-1型真空稳压包控制抽气速度,抽气减压气泡逸出的速度以一个一个地逸出为宜(注意不能成穿成串地冲出)至液体轻微沸腾,此时AB弯管内的空气不断随蒸汽经C管逸出,如此沸腾3~5min,可认为空气被排除干净(压力显示约-94KPa)。抽气结束后,先关闭真空稳压包上与稳压包连接的阀门,再关闭另一侧阀门,打开与真空泵连接的安全瓶活塞,使其通大气,最后关电源。 6、 饱和蒸汽压的测定
当空气被排除干净,且体系温度恒定后,旋转稳压瓶上的直通活塞H,缓缓放入空气,直至B、C管中液面平齐,关闭直通活塞H,记录温度与压力。然后,将恒温槽温度上升5℃,当待测液体再次沸腾,体系温度恒定后,再次放入空气使B、C管中液面再次平齐,记录温度与压力。依次测定,共测5个值。升高温度的间隔为5℃。 7、 结束实验
实验结束后,再度一次大气压。关闭电源,打开真空稳压包上中间的阀门,将体系放入空气,待等位计内乙醇冷却后,关掉冷凝器的冷却水。整理好实验仪器,但不要拆装置。 五、 数据记录与处理
温度: 22.3 ℃
大气压(实验前): 100.53 KPa, 大气压(实验后): 100.61 KPa 大气压(平均值): 100.57 KPa 1、不同温度时乙醇的蒸汽压见表
表中,p为乙醇的饱和蒸汽压,p=p(大气压)—∣错误!未找到引用源。p∣ 2、
计算可得C=18.74, m=-4.905
∴ΔvapHm=-m×R=4.905×8.315=40.78KJ/mol-1 相对误差=(42.59-40.78)/42.59=4.25%
ln(101.325/kPa)=-(40.78/8.315)×1/Tb+18.74 ∴Tb=0.3473
∴t=0.3473×1000—273.15=74.15 相对误差=(74.15-78.4)/78.4=5.42% 六、 结果与讨论
实验的相对误差很大,主要原因是仪器漏气,又无法确定漏气的位置。其他原因可能还有实验仪器本身存在的仪器误差,球管液面上空的空气未被驱除干净等。