純液體飽和蒸汽壓的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.實(shí)驗(yàn)一  純液體飽和蒸氣壓的測(cè)量基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn).;一、目的要求 1. 明確純液體飽和蒸氣壓的定義和汽液兩相平衡的概念，深入了解純液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系公式克勞修斯克拉貝龍方程式。 2. 用數(shù)字式真空計(jì)測(cè)量不同溫度下環(huán)己烷的飽和蒸氣壓。初步掌握真空實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 3. 學(xué)會(huì)用圖解法求被測(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)。  二、實(shí)驗(yàn)原理  通常溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí))，純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)的蒸氣壓稱(chēng)為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱(chēng)為蒸氣壓。蒸發(fā)1mol液體所吸收的熱量稱(chēng)為該溫度下液體的摩爾氣化熱。 

2、; 液體的蒸氣壓隨溫度而變化，溫度升高時(shí)，蒸氣壓增大；溫度降低時(shí)，蒸氣壓降低，這主要與分子的動(dòng)能有關(guān)。當(dāng)蒸氣壓等于外界壓力時(shí)，液體便沸騰，此時(shí)的溫度稱(chēng)為沸點(diǎn)，外壓不同時(shí)，液體沸點(diǎn)將相應(yīng)改變，當(dāng)外壓為1atm（101.325kPa）時(shí)，液體的沸點(diǎn)稱(chēng)為該液體的正常沸點(diǎn)。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示為：式中，R為摩爾氣體常數(shù)；T為熱力學(xué)溫度；為在溫度T時(shí)純液體的摩爾氣化熱。 假定與溫度無(wú)關(guān)，或因溫度范圍較小，可以近似作為常數(shù)，積分上式，得： 其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以對(duì)1/T作圖，應(yīng)為一直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率為，由斜率可求算液體的。三、儀器、試劑蒸氣壓測(cè)定裝置 1套

3、 循環(huán)式真空泵 1臺(tái)精密數(shù)字壓力計(jì) 1臺(tái) 數(shù)字控溫儀 1只無(wú)水乙醇（分析純）四、實(shí)驗(yàn)步驟1.讀取室內(nèi)大氣壓2.安裝儀器：將待測(cè)液體（本實(shí)驗(yàn)是無(wú)水乙醇）裝入平衡管，之后將平衡管安裝固定。3.抽真空、系統(tǒng)檢漏4排氣體：先設(shè)定溫度為20，之后將進(jìn)氣閥打開(kāi)，調(diào)壓閥關(guān)閉，穩(wěn)定后，關(guān)閉進(jìn)氣閥，置零，打開(kāi)冷卻水，同時(shí)打開(kāi)真空泵和調(diào)壓閥（此時(shí)調(diào)壓閥較大）。抽氣減壓至壓力計(jì)顯示壓差為-80kpa左右時(shí)，將調(diào)壓閥調(diào)小。待抽氣減壓至壓力計(jì)顯示壓差為-97kpa左右，保持煮沸3-5min，關(guān)閉真空泵。 4.測(cè)定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓：當(dāng)溫度保持20不變時(shí)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥使液面趨于等高。當(dāng)液面等高時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，記錄

4、壓力表值。之后重新設(shè)置溫度，重復(fù)操作。5.測(cè)量溫度分別測(cè)定在26，31，36，41，46，51,56，61，66，71，76時(shí)的飽和蒸汽壓。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理儀器五、文獻(xiàn)值無(wú)水乙醇在標(biāo)準(zhǔn)壓力下的沸點(diǎn)為78.3，標(biāo)準(zhǔn)摩爾氣化熱為38.4 KJ/mol。六、數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理溫度/K壓強(qiáng)/KPaP*/KPa 1/TlnP*299-93.217.920.0033444822.069391206304-90.6810.450.0032894742.346601978309-86.614.530.0032362462.676215478314-82.6218.510.0031847132.9183111

5、27319-78.0323.10.0031347963.139832618324-72.528.630.003086423.354455119329-65.235.930.0030395143.581572601334-56.1644.970.0029940123.805995601339-45.4555.680.0029498534.019621016344-33.867.330.0029069774.209605903349-17.0684.070.002865334.431649785求得回歸直線(xiàn)方程為：.根據(jù)此式可求得平均摩爾蒸發(fā)焓為：=4620.71*8.314=38.416.相對(duì)誤

6、差：.當(dāng)壓強(qiáng)為101.325KPa時(shí)，代入可求得：T=79.6相對(duì)誤差：七、注意事項(xiàng)1. 閥的開(kāi)啟不能用力過(guò)強(qiáng)，以防損壞影響氣密性。2. 抽氣速度要合適，必須防止平衡管內(nèi)液體沸騰過(guò)劇，致使管內(nèi)液體快速蒸發(fā)。3.先開(kāi)啟冷水然后才能抽氣。4.乙醇用量應(yīng)充滿(mǎn)試樣球體積的三分之二和U型等壓計(jì)的大部分。不能過(guò)少，也不能過(guò)多。5.開(kāi)啟平衡閥的速度不能過(guò)快，防止空氣倒吸入試樣球上方空間。6.要先關(guān)閉調(diào)壓閥后關(guān)閉真空泵。7.必須讓等壓計(jì)U型管中液體緩沸23分鐘后方可進(jìn)行測(cè)定，以保證試樣球上方的空間全部為乙醇蒸汽所充滿(mǎn)。八、提問(wèn)思考（1）什么叫飽和蒸氣壓？答：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的純蒸氣壓力，稱(chēng)

7、為該液體該溫度下的飽和蒸氣壓。（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前為什么要將壓力計(jì)采零？答：選擇壓力計(jì)所測(cè)表壓的相對(duì)零點(diǎn)。（3）如何調(diào)節(jié)恒溫槽使其實(shí)控溫度至指定溫度？答：先設(shè)定控溫儀溫度比實(shí)控溫度低2度，觀察加熱指示燈熄滅時(shí)二者的差值，再根據(jù)此差值進(jìn)一步設(shè)定控溫儀溫度，直至水銀溫度計(jì)達(dá)到指定實(shí)控溫度。（4）如何正確控制等壓計(jì)的抽氣速率？為何要控制？答：氣泡應(yīng)間斷逸出，否則無(wú)法將管內(nèi)的空氣抽盡。（5）為什么要將試樣球上方空間中的空氣排干凈？答：試樣球上方空間的空氣不是該純液體的純蒸氣。即上方壓力有兩部分，一部分為純液體的蒸氣壓，另一部分為空氣壓力，只有將試樣球上方空間中的空氣排干凈，才能保證試樣球上方空間的壓力為純液體的飽和蒸氣壓。（6）本實(shí)驗(yàn)方法能否用于測(cè)定溶液的飽和蒸氣壓？為什么？答：不能，溶液不是純凈物，其沸點(diǎn)不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中很難判斷是否已達(dá)到其沸點(diǎn)。（7）為什么實(shí)驗(yàn)完畢以后必須使系統(tǒng)和真空泵與大氣相通才能關(guān)閉真空泵？答：如果不與大氣相通，球管內(nèi)液體可能會(huì)被吸入緩沖儲(chǔ)氣罐中。（8）如果用降溫法測(cè)定乙醇的飽和蒸汽壓，用該實(shí)驗(yàn)裝置是否可行？答：分析實(shí)驗(yàn)操作可得降溫法可行，原理大致相同。（9）將所測(cè)摩爾氣化熱與文獻(xiàn)值相比較，結(jié)果如何？答：由于當(dāng)?shù)卮髿鈮汉蛯?shí)驗(yàn)誤差，結(jié)果與文獻(xiàn)比較偏小。（10）產(chǎn)生誤差的原因有哪些？答：當(dāng)?shù)卮髿鈮?，判斷液面相平的?biāo)準(zhǔn)，液面相平時(shí)數(shù)據(jù)的采集等。（1