实验三 液体的饱和蒸汽压的测定

　　　

　　实验者:史炜 汤菲菲 实验时间:

　　气 温:℃ 大气压：

目的要求 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和温度的关系棗克劳修斯-克拉贝龙方程式。 用等压计测定不同温度下苯的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。

　　仪器与试剂

　

　　　 蒸气压力测定仪、旋片式真空泵、精密温度计、玻璃恒温水浴

　　一套、苯

　　实验步骤

准备工作。接通冷却水。认识系统中各旋塞的作用。开启进 气旋塞使系统与大气相通。 读取大气压力p0。以后每半小时读一次。 系统检漏。开启真空泵，2分钟后开启抽气旋塞，关闭进气旋塞，使系统减压至汞柱差约为500毫米，关闭抽气旋塞。系统若在5分钟之内汞柱差不变，则说明系统不漏气。 插上加热器、控制器、搅拌器的电源，开动搅拌器，打开控制器电源开关，调节温度控制旋钮至52℃ ，使水浴升温。 水浴温度升至52℃后，精确读取水浴温度。缓慢旋转进气旋塞，使平衡管中bc二液面等高，读取U形压差计左右两汞柱的高度。 分别测定52、56、60、65、70、73、76℃液体的饱和蒸汽压。 系统通大气，测定液体在当地大气压下的沸点。 实验完毕， 断开电源、水源。

　　数据记录

　　室温: ℃

　　大气压p0: 、 kPa

　　序号

　　1

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　7

　　h左mmHg

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　h右mmHg

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　t水浴℃

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　

　　　

　　数据处理

　　h左(mmHg)

　　h右(mmHg)

　　Δh(mmHg)

　　Δh(Pa)

　　p*(pa)

　　lnp*

　　t水浴 (℃)

　　1/t

　　1

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　2

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　3

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　4

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　5

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　6

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　7

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　

　　　

　　　

　　　

　　p*-t图

　　

　　　

　　lnp*–(1/t)图

　　

　　趋势图

　　

　　上图，黄线为lnp*–(1/t)曲线的趋势线，是一条直线，其方程为

　　lnp*=?/FONT>(1/t)

　　由上图得：斜率k=?/FONT>

　　所以 ΔvHm= –k*R=*=1071J/mol=/mol

　　当p*等于一个标准大气压，即p*=101325Pa时，苯的正常沸点为

　　t=/(–ln101325)=℃

　　而苯的沸点的文献值为℃

　　实验时大气压为，苯的沸点为

　　t=/(–ln101700)=℃

　　而实验测得的沸点为℃。

　　实验思考题

　　一、压力和温度的测量都有随机误差，试导出ΔvHm的误差传递表达式。

　　答：p*=p大气–(p左–p右)

　　因为lnp*=(–ΔvHm)/RT c (c为积分常数)

　　所以ΔvHm=RT*(c–lnp*)

　　ln(ΔvHm)=lnR lnT ln(c–lnp*)

　　d ln(ΔvHm)=dlnT dln(c–lnp*)

　　d(ΔvHm)/ ΔvHm=dT/T d(c–lnp*)/ (c–lnp*)

　

　　所以误差传递公式为

　　Δ(ΔvHm)/ ΔvHm=ΔT/T Δ(c–lnp*)/(c–lnp*)

　　　

　　二、用此装置，可以很方便地研究各种液体，如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、丙酮和乙醇等，这些液体中很多是易燃的，在加热时应该注意什么问题？

　　答：应注意远离火源，加热时温度不能过高，测蒸气压时压力不能过低等。