液體飽和蒸汽壓測定實驗報告

1、浙江萬里學院生物與環(huán)境學院膀化學工程實驗技術實驗報告滕實驗名稱：液體飽和蒸汽壓的測定充姓名利成績妍班級箍學號童同組姓名尢實驗日期蔗指導教師簽字*1批改日期蔻年月日二、螞實驗預習（30分）1 .2 .袈實驗裝置預習（10分）2015年12月27日蟆指導教師（簽字）成績蒲實驗仿真預習（10分）2015年12月27日肅指導教師（簽字）成績3 4 .薄預習報告（10分）荽指導教師（簽字）成績蒲（1）實驗目的蒄 1、掌握靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓的原理及操作方法。學會由圖解法求其平均摩爾氣化熱 和正常沸點。« 2、了解純液體的飽和蒸氣壓與溫度的關系、克勞修斯-克拉貝龍（Clausius-Clap

2、eyron） 方程式的 意義。僵3、了解真空泵、玻璃恒溫水浴，緩沖儲氣罐及精密數(shù)字壓力計章的使用及注意事項。2）3） 蟻 實驗原理蟄通常溫度下（距離臨界溫度較遠時），純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸發(fā) 1mol 液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。液體的蒸氣壓隨溫度而變化，溫度升高時，蒸氣壓增大；溫度降低時，蒸氣壓降低，這主要與分子的動能有關。當蒸氣壓等于外界壓力時，液體便沸騰，此時的溫度稱為沸點，外壓不同時，液體沸點將相應改變，當外壓為1atm （101.325kPa）時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。羋 液體的飽和蒸氣壓與溫度的關系用

3、克勞修斯- 克拉貝龍方程式表示：螃式中，R為摩爾氣體常數(shù)；T為熱力學溫度；AvapHm為在溫度T時純液體的摩爾氣化熱建假定AvapHm與溫度無關，或因溫度范圍較小，與apHm可以近似作為常數(shù)，積分上式，得：蒂其中C為積分常數(shù)。由此式可以看出，以ln p對1/T作圖，應為一直線，直線的斜率為王士由斜率可求算液體的，vapHm肇測定通常有靜態(tài)法和動態(tài)法，靜態(tài)法：把待測物質(zhì)放在一個封閉體系中，在不同的溫度下，蒸 氣壓與外壓相等時直接測定外壓； 或在不同外壓下測定液體的沸點。動態(tài)法： 常用的有飽和氣流 法，即通過一定體積的已被待測物質(zhì)所飽和的氣流， 用某物質(zhì)完全吸收。然后稱量吸收物質(zhì)增加 的質(zhì)量，求出

4、蒸汽的分壓力即為該物質(zhì)的飽和蒸氣壓。褻靜態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓，是指在某一溫度下，直接測量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。靜態(tài)法測量不同溫度下純液體飽和蒸氣壓， 有升溫法和降溫法二種。本次實驗 采用升溫法測定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓， 所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測定裝置， 如圖 1所示：蒙平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管與壓力計相連。A內(nèi)裝待測液體，當A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而 B管與C管的液面處于同一水平時，則表示 B 管液面上的(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時，體系氣液兩相平衡的 溫度稱為液體在此外壓下的沸點。

5、(4)(5)衿實驗裝置與流程：將燃燒熱實驗的主要設備、儀器和儀表等按編號順序添入圖下面相應位置：裊1.等壓計2.磁力攪拌器3.測溫及露莖校正溫度計4.緩沖瓶5.恒溫柚6.三通活塞7.直通活塞8.精密數(shù)字壓力表(4)（5）舞簡述實驗所需測定參數(shù)及其測定方法:裂實驗所需測定參數(shù)：薁 在一定的大氣壓強下，在等差的溫度下分別測定其飽和蒸氣壓袈 測定方法：肅 1裝樣輯從加樣口注入乙醇，關閉平衡閥 1,打開進氣閥。啟動油泵，抽至氣泡成串上竄，可關閉進氣 閥，打開平衡閥1漏入空氣，使乙醇充滿試樣球體積的三分之二和U型管雙臂的大部分。聿 2檢漏，系統(tǒng)氣密性檢查蝸接通冷凝水，關閉平衡閥1,打開進氣閥使真空油泵與

6、緩沖儲氣罐相通。啟動油泵，使壓力表 讀數(shù)為某一數(shù)值（可60, 70kPa左右），關閉進氣閥，停止抽氣，檢查有無漏氣（看壓力表示數(shù)在 35min內(nèi)是否變化），若無漏氣即可進行測定。（注意：在停止抽氣前，應先把真空泵與大氣相 通，否則會造成泵油倒吸，造成事故。）膈3,飽和蒸氣壓的測定筮調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度30C,開動油泵緩緩抽氣，使試樣球與 U型管之間空間內(nèi)的空氣呈氣泡狀通過 U 型管中的液體而逸出。如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄，可關閉進氣閥，緩緩打開平衡閥1 漏入空氣使沸騰緩和。如此慢沸35min,可認為試樣球中的空氣排除干凈，關閉平衡閥2。小心開啟平衡閥1緩緩漏入空氣，直至U型管兩臂的液面等高為止，在壓力表

7、上讀出壓力值。腿調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度33C,小心開啟平衡閥1緩緩漏入空氣，直至U型管兩臂的液面等高為止，在壓力表上讀出壓力值。依次測定36，39，42，45，48，51時乙醇的蒸汽壓。荽測定過程中如不慎使空氣倒灌入試樣球，則需重新抽真空后方可繼續(xù)測定。荽如升溫過程中U型管內(nèi)液體發(fā)生暴沸，可開啟平衡閥 1漏入少量空氣，以防止管內(nèi)液體大量揮 發(fā)而影響實驗進行。螂 實驗結束后，慢慢打開進氣閥，使壓力表恢復零位。關閉冷卻水，關閉壓力表、恒溫控制儀、恒溫水浴電源，并拔下電源插頭。艿 緩沖儲氣罐的使用：唐1.安裝：鬟用橡膠管或塑料管分別將進氣閥與氣泵、裝置l接口，裝置2接口與數(shù)字壓力表連接。安裝時應注意連接管

8、插入接口的深度要 15mm并扣緊，否則會影響氣密性。膈2.首次使用或長期未使用而重新啟用時，應先作整體氣密性檢查羈 （ 1）將進氣閥、平衡閥2 打開，平衡閥1 關閉 （ 二閥均為順時針關閉，逆時針開啟） 。啟動油泵加壓（或抽氣）至100KPa-200KPa數(shù)字壓力表的顯示值即為壓力罐中的壓力值。羋 （ 2） 關閉進氣閥，停止抽氣，檢查平衡閥2 是否開啟，平衡閥 l 是否完全關閉。觀察數(shù)字壓力表，若顯示數(shù)字降值在標準范圍內(nèi)（小于0.01Kpa/秒），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。蚆 （ 3）再作微調(diào)部分的氣密性檢查：薄 關閉平衡閥1，開啟平衡閥2 調(diào)整微調(diào)部分的壓力，使之

9、低于壓力罐中壓力的1/2 ，觀察數(shù)字壓力表，其變化值在標準范圍內(nèi)（ 小于 ± 0.01Kpa 4 秒 ），說明氣密性良好。若壓力值上升超過標準，說明平衡閥2 泄漏；若壓力值降超過標準，說明平衡閥1 泄漏。箴3.與被測系統(tǒng)連接進行測試：贛（1）用橡膠管將裝置2接口與被測系統(tǒng)連接、裝置1接口與數(shù)寧壓力計連接。打開進氣閥與平衡閥 2，關閉平衡閥1，啟動氣泵，加壓（ 或抽氣 ） ，從數(shù)字壓力計即可讀出壓力罐中的壓力值。蟆（2）測試過程中需調(diào)整壓力值時，使壓力表顯示的壓力略高于所需壓力值，然后關閉進氣閥,停止氣泵工作，關閉平衡閥2，調(diào)節(jié)平衡閥1 使壓力值至所需值。采用此方法可得到所需的不同壓力

10、值。腿4.測試完畢，打開進氣閥、平衡閥均可釋放儲氣管中的壓力，使系統(tǒng)處于常壓下備用。( 6)(7)賺實驗操作要點：蟆1.減壓系統(tǒng)不能漏氣，否則抽氣時達不到本實驗要求的真空度。袆 2抽氣速度要合適，必須防止平衡管內(nèi)液體沸騰過劇，致使B 管內(nèi)液體快速蒸發(fā)。膂3.實驗過程中，必須充分排除凈AB彎管空間中全部空氣，使B管液面上空只含液體的蒸氣分子。 AB管必須放置于恒溫水浴中的水面以下，否則其溫度與水浴溫度不同。>4.測定中，打開進空氣活塞，切不可太快，以免空氣倒灌入AB彎管的空間中。如果發(fā)生倒灌，則必須重新排除空氣。蠅5.在停止抽氣前，應先把真空泵與大氣相通，否則會造成泵油倒吸造成事故。袆 6

11、平衡閥2 容易出現(xiàn)問題，一直保持打開狀態(tài)，不用再調(diào)節(jié)。蔽7.整個實驗過程中，應保持等壓計樣品球液面上空的空氣排凈。8. 蒸汽壓與溫度有關，所以測定過程中恒溫槽的溫度波動需控制在±0.1 。9. 實驗過程中需防止U型管內(nèi)液體倒灌入樣品球內(nèi)，帶入空氣，使實驗數(shù)據(jù)偏大。10. 實驗結束時，必須將體系放空，使系統(tǒng)內(nèi)保持常壓，關掉緩沖罐上抽真空開關及所有電源開關和冷卻水。方11.閥的開啟不能用力過強，以防損壞影響氣密性。由于閥的閥芯未設防脫裝置，關閉閥門時嚴禁將閥上閥體旋至脫離狀態(tài)，以免閥在壓力下造成安全事故。維修閥必須先將壓力罐的壓力釋放后，再進行拆卸。連接各接口時，用力要適度，避免造成人為

12、的損壞。壓力罐的壓力使用范圍為-100KPa 250Kpa,為了保證安全，加壓時不能超出此范圍。使用過程中調(diào)節(jié)平衡閥 1、平衡閥2時壓力表所示的壓力值有時跳動屬正常現(xiàn)象，待壓力穩(wěn)定后方可作實驗。三、薇實驗操作及原始數(shù)據(jù)表（30分）噩大氣壓：104.26kPa以ln p對1/T作圖，應為一直線，直線的斜率為一 wm，由斜率可求算液體的八 vapHrioV- vap H m=-2022.3幕編 號崛溫 度 C莆T肆壓差計 度數(shù)聿平均盆飽 和蒸 汽壓P* 1/T瞧lnp菇121291.15-84.30-84.36-84.31-84.32319.9370.00343572.9926224294.15-

13、82.48-82.46-82.43-82.45721.8 030.00339963.0820327297.15-80.51-80.50-80.51-80.5 0723.7530.00336533.1677430300.15-78.61-78.63-78.63-78.62325.3 70.00333173.2336533303.15-77.22-77.56-77.51-77.43026.830.00329873.2895636306.15-76.35-76.32-76.33-76.33327.9270.00326673.3296739309.15-73.74-73.82-73.82-73.79330.4670.00323473.4166三、 數(shù)據(jù)處理結果 （20分）所以 AvapHm=R*2022.3=2012.87四、 思考討論題（20分）1 .試分析引起本實驗誤差的因素有哪些？答：本實驗測定的物理量為溫度和壓力。影響壓力測量的因素：空氣排盡、溫度恒定、液 面相平；影響溫度測量的因素：溫度計的讀書校正和露出校正。2 .為什么AB彎管中的空氣要排干凈？怎樣操作？怎樣防止空氣倒灌？答：由平衡管測量原理可知，只有 AB彎管中的空氣排干凈