純液體飽和蒸汽壓測(cè)定(學(xué)生)

1、實(shí)驗(yàn)126 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定年級(jí)：化學(xué)2011級(jí)教師：王 瓊 壓力是體系的一個(gè)重要參數(shù)，許多物質(zhì)的物理壓力是體系的一個(gè)重要參數(shù)，許多物質(zhì)的物理化化學(xué)性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，以及吸附、溶解、擴(kuò)學(xué)性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，以及吸附、溶解、擴(kuò)散、化學(xué)平衡移動(dòng)等物理化學(xué)過程都與壓力有著散、化學(xué)平衡移動(dòng)等物理化學(xué)過程都與壓力有著密切的關(guān)系。壓力測(cè)量是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要操密切的關(guān)系。壓力測(cè)量是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要操作技術(shù)之一，因此，體系壓力的測(cè)量具有實(shí)用價(jià)作技術(shù)之一，因此，體系壓力的測(cè)量具有實(shí)用價(jià)值。在一定溫度下，與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的蒸值。在一定溫度下，與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的蒸氣壓力，稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。

2、這里的平氣壓力，稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。這里的平衡狀態(tài)是指動(dòng)態(tài)平衡。衡狀態(tài)是指動(dòng)態(tài)平衡。液體的沸點(diǎn)隨外壓的變化液體的沸點(diǎn)隨外壓的變化而變化，若外壓為標(biāo)準(zhǔn)壓力（取而變化，若外壓為標(biāo)準(zhǔn)壓力（取100KPa100KPa），則液），則液體沸點(diǎn)就稱為正常沸點(diǎn)。體沸點(diǎn)就稱為正常沸點(diǎn)。 基本介紹 在某一溫度下，被測(cè)液體處于密閉真空容器中，液在某一溫度下，被測(cè)液體處于密閉真空容器中，液體分子從表面逃速成蒸氣，同時(shí)蒸氣分子因碰撞而凝結(jié)體分子從表面逃速成蒸氣，同時(shí)蒸氣分子因碰撞而凝結(jié)成濃相。當(dāng)兩者的速率相等時(shí)成濃相。當(dāng)兩者的速率相等時(shí)，就達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，此就達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)氣相中蒸氣密度不再改變時(shí)氣相中蒸氣

3、密度不再改變，因而具有一定的飽和蒸氣因而具有一定的飽和蒸氣壓。測(cè)定液體飽和蒸氣壓，可深入了解純液體飽和蒸氣壓。測(cè)定液體飽和蒸氣壓，可深入了解純液體飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系壓和溫度的關(guān)系克勞修斯克勞修斯克拉貝龍方程式，求算克拉貝龍方程式，求算被測(cè)液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化熱與正常沸被測(cè)液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化熱與正常沸點(diǎn)。點(diǎn)。 基本介紹 實(shí)驗(yàn)原理飽和蒸汽壓：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)飽和蒸汽壓：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的蒸汽壓力，稱為該溫度下的飽和蒸汽壓。時(shí)的蒸汽壓力，稱為該溫度下的飽和蒸汽壓。由實(shí)驗(yàn)測(cè)定液體的一系列不同溫度下的飽和蒸汽壓由實(shí)驗(yàn)測(cè)定液體的一系列

4、不同溫度下的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)，然后用數(shù)據(jù)，然后用lnplnp對(duì)對(duì)1/T1/T作圖，求出斜率，再由斜率求出作圖，求出斜率，再由斜率求出 。*2ln/ vapmHdppdTRT*2ln/ vapmHppCRT溫度范圍變化不大時(shí)vapmH 實(shí)驗(yàn)原理球球a中盛有被測(cè)液體，中盛有被測(cè)液體，U 形管形管bc部分以被測(cè)部分以被測(cè)液體作為封閉液。測(cè)定時(shí)先將液體作為封閉液。測(cè)定時(shí)先將a與與b之間的之間的空氣抽凈，然后從空氣抽凈，然后從c的上方緩慢放入空氣，的上方緩慢放入空氣，使等壓計(jì)使等壓計(jì)b、c兩端的液面平齊，且不再發(fā)生兩端的液面平齊，且不再發(fā)生變化時(shí)，則變化時(shí)，則ab之間的蒸氣壓即為此溫度下之間的蒸氣壓即為此

5、溫度下被測(cè)液體的飽和蒸氣壓，因?yàn)榇孙柡驼魵鈮罕粶y(cè)液體的飽和蒸氣壓，因?yàn)榇孙柡驼魵鈮号c與c上方的壓力相等，而上方的壓力相等，而c上方的壓力可由壓上方的壓力可由壓力計(jì)直接讀出。溫度則由恒溫槽內(nèi)的溫度計(jì)力計(jì)直接讀出。溫度則由恒溫槽內(nèi)的溫度計(jì)直接讀出，這樣可得到一個(gè)溫度下的飽和蒸直接讀出，這樣可得到一個(gè)溫度下的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)。當(dāng)升高溫度時(shí)，因飽和蒸氣壓增氣壓數(shù)據(jù)。當(dāng)升高溫度時(shí)，因飽和蒸氣壓增大，故等壓計(jì)內(nèi)大，故等壓計(jì)內(nèi)b液面逐漸下降，液面逐漸下降，c液面逐漸液面逐漸上升。同樣從上升。同樣從c的上方再緩慢放入空氣，以的上方再緩慢放入空氣，以保持保持bc兩液面的平齊，當(dāng)恒溫槽達(dá)到設(shè)定的兩液面的平齊，當(dāng)恒溫

6、槽達(dá)到設(shè)定的溫度且在溫度且在bc 兩液面平齊時(shí)，即可讀出該溫兩液面平齊時(shí)，即可讀出該溫度下的飽和蒸氣壓。用同樣的方法可測(cè)定其度下的飽和蒸氣壓。用同樣的方法可測(cè)定其它溫度下的飽和蒸氣壓它溫度下的飽和蒸氣壓。 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑蒸氣壓測(cè)定裝置蒸氣壓測(cè)定裝置 1 1套套 循環(huán)水真空泵循環(huán)水真空泵 1 1臺(tái)臺(tái) DP-AFDP-AF型型數(shù)字氣壓計(jì)數(shù)字氣壓計(jì) 1 1臺(tái)臺(tái)SYP-SYP-B B型型玻璃恒溫水浴玻璃恒溫水浴 1 1套套 無水乙醇（無水乙醇（A.RA.R） 實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)裝置如下 圖1.液體飽和蒸氣壓測(cè)定裝置圖2 2、按圖、按圖1 1連接好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查系統(tǒng)的氣密連接好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查

7、系統(tǒng)的氣密性：性： a.a.將進(jìn)氣閥、平衡閥將進(jìn)氣閥、平衡閥2 2打開，平衡閥打開，平衡閥1 1關(guān)閉關(guān)閉( (三三閥均為順時(shí)針關(guān)閉，逆時(shí)針開啟閥均為順時(shí)針關(guān)閉，逆時(shí)針開啟) )。啟動(dòng)壓力泵。啟動(dòng)壓力泵加壓至加壓至100KPa200KPa100KPa200KPa，數(shù)字壓力表的顯示值即，數(shù)字壓力表的顯示值即為壓力罐中的壓力值。為壓力罐中的壓力值。 b.b.停止壓力泵工作，關(guān)閉進(jìn)氣閥，并檢查平停止壓力泵工作，關(guān)閉進(jìn)氣閥，并檢查平衡閥衡閥2 2是否開啟，平衡閥是否開啟，平衡閥1 1是否完全關(guān)閉。觀察數(shù)是否完全關(guān)閉。觀察數(shù)字壓力表，若顯示數(shù)字下降值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)字壓力表，若顯示數(shù)字下降值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)( (

8、小小于于0.01KPa/s)0.01KPa/s)，說明整體氣密性良好。否則需查，說明整體氣密性良好。否則需查找并清除漏氣原因，直至合格。找并清除漏氣原因，直至合格。 實(shí)驗(yàn)步驟c c微調(diào)部分的氣密性檢查：關(guān)閉平衡閥微調(diào)部分的氣密性檢查：關(guān)閉平衡閥2 2，用，用平衡閥平衡閥1 1調(diào)整微調(diào)部分的壓力，使之低于壓力罐調(diào)整微調(diào)部分的壓力，使之低于壓力罐中壓力的中壓力的1/21/2，觀察數(shù)字壓力表，其顯示數(shù)字變，觀察數(shù)字壓力表，其顯示數(shù)字變化值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)化值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)( (小于小于 0.02KPa/m)0.02KPa/m)，說明氣密，說明氣密性良好。若顯示壓力值上升超過標(biāo)準(zhǔn)，說明平衡性良好。若顯示壓力

9、值上升超過標(biāo)準(zhǔn)，說明平衡閥閥2 2泄漏；若顯示壓力值下降超過標(biāo)準(zhǔn)，說明平泄漏；若顯示壓力值下降超過標(biāo)準(zhǔn)，說明平衡閥衡閥1 1泄漏。泄漏。 實(shí)驗(yàn)步驟3 3、裝樣、裝樣 從加樣口注入乙醇，關(guān)閉進(jìn)氣活塞，從加樣口注入乙醇，關(guān)閉進(jìn)氣活塞，旋轉(zhuǎn)抽氣活塞使真空泵與穩(wěn)壓瓶相通，啟動(dòng)循環(huán)旋轉(zhuǎn)抽氣活塞使真空泵與穩(wěn)壓瓶相通，啟動(dòng)循環(huán)真空泵，抽至氣泡成串上竄，然后關(guān)閉抽氣活塞，真空泵，抽至氣泡成串上竄，然后關(guān)閉抽氣活塞，打開進(jìn)氣活塞漏入空氣，使乙醇充滿試樣球體積打開進(jìn)氣活塞漏入空氣，使乙醇充滿試樣球體積的的2/32/3和和U U型管雙臂的少部分。型管雙臂的少部分。4 4、玻璃恒溫水浴的使用、玻璃恒溫水浴的使用 打開

10、玻璃恒溫浴打開玻璃恒溫浴“加熱器加熱器”開關(guān)，置于開關(guān)，置于“強(qiáng)加熱強(qiáng)加熱”、“慢攪拌慢攪拌”，顯示屏的右，顯示屏的右下部的下部的“置數(shù)置數(shù)”紅燈亮，按動(dòng)紅燈亮，按動(dòng)1010和和1 1按鈕，使按鈕，使“設(shè)定溫度設(shè)定溫度”至至25.0025.00按動(dòng)按動(dòng)“工作工作/ /置數(shù)置數(shù)”使水浴使水浴升溫。當(dāng)水浴溫度升至升溫。當(dāng)水浴溫度升至25.0025.00后加熱方式改為后加熱方式改為“弱弱”，恒溫，恒溫1010分鐘。分鐘。 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)步驟5 5、測(cè)定、測(cè)定 開啟真空泵緩緩抽氣，使試樣與開啟真空泵緩緩抽氣，使試樣與U U型型管之間空間內(nèi)的空氣呈氣泡狀通過管之間空間內(nèi)的空氣呈氣泡狀通過U U型管中的液

11、面型管中的液面而逐出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄，可關(guān)閉抽氣活塞，而逐出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄，可關(guān)閉抽氣活塞，緩緩打開進(jìn)氣活塞漏入空氣使沸騰緩和。如此慢緩緩打開進(jìn)氣活塞漏入空氣使沸騰緩和。如此慢沸沸3-43-4分鐘，試樣中的空氣排除后，分鐘，試樣中的空氣排除后，且體系溫度恒且體系溫度恒定后定后, ,關(guān)閉抽氣活塞，小心開啟進(jìn)氣活塞緩緩漏入關(guān)閉抽氣活塞，小心開啟進(jìn)氣活塞緩緩漏入空氣（空氣（切不可太快，以免空氣倒灌入切不可太快，以免空氣倒灌入abab彎管中，彎管中，如果發(fā)生空氣倒灌，則須重新排除空氣如果發(fā)生空氣倒灌，則須重新排除空氣) ) ，直至，直至U U型管兩臂的液面等高為止，在壓力表上讀出壓力型管兩臂

12、的液面等高為止，在壓力表上讀出壓力值。重復(fù)操作一次，壓力表上的讀數(shù)與前一次相值。重復(fù)操作一次，壓力表上的讀數(shù)與前一次相比兩者差值應(yīng)不大于比兩者差值應(yīng)不大于 67Pa67Pa，此時(shí)即可認(rèn)為試樣球，此時(shí)即可認(rèn)為試樣球與與U U型管液面上的空間已全部為乙醇的蒸氣所充滿。型管液面上的空間已全部為乙醇的蒸氣所充滿。 實(shí)驗(yàn)步驟6 6、如上法分別測(cè)定如上法分別測(cè)定30.0030.00 、35.0035.00 、40.0040.00 、 45.0045.00 、50.00 50.00 及及55.00 55.00 時(shí)時(shí)乙醇的蒸氣壓。乙醇的蒸氣壓。 1 1、在開泵前，、在開泵前，先開啟冷卻水，然后才能抽氣。先開啟

13、冷卻水，然后才能抽氣。抽氣的速度以氣泡一個(gè)個(gè)逸出為宜，這樣可以避抽氣的速度以氣泡一個(gè)個(gè)逸出為宜，這樣可以避免等位計(jì)內(nèi)液體沸騰過劇，致使免等位計(jì)內(nèi)液體沸騰過劇，致使b b管內(nèi)的液體抽盡管內(nèi)的液體抽盡( (完完) )。2 2、等位計(jì)中液面間的空氣必須排除干凈、等位計(jì)中液面間的空氣必須排除干凈 。5 5、液體蒸氣壓與溫度有關(guān)，故測(cè)定過程控溫精度、液體蒸氣壓與溫度有關(guān)，故測(cè)定過程控溫精度須在土須在土0.10.1一土一土0.20.2。 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)3 3、必須讓等位儀、必須讓等位儀U U型管中的樣品液沸騰型管中的樣品液沸騰3 34 4分鐘分鐘后方可進(jìn)行測(cè)定。后方可進(jìn)行測(cè)定。4 4、升溫時(shí)可預(yù)先漏入少量的空氣，以防止、升溫時(shí)可預(yù)先漏入少量的空氣，以防止U U型管型管中的液體暴沸。中的液體暴沸。 6 6、在停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)緩緩地打開平衡閥、在停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)緩緩地打開平衡閥2 2，使，使壓力表恢復(fù)零位。關(guān)閉冷卻水，將進(jìn)氣閥旋至與壓力表恢復(fù)零位。關(guān)閉冷卻水，將進(jìn)氣閥旋至與大氣相通，使真空泵通大氣，然后切斷電源，使大氣相通，使真空泵通大氣，然后切斷電源，使實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)原，但不要拆裝置。實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)原，但不要拆裝置。 7