液体饱和蒸汽压的测定

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1、液体饱和蒸汽压的测定液体饱和蒸汽压的测定【摘要】根据克拉贝龙-克劳修斯方程，在一定温度范围内，对于纯液体的炮和蒸汽压P与温度T，lnP与1/T之间存在线性关系。利用动态法测定不同温度T下环己烷的饱和蒸汽压p，得出克拉贝龙-克劳修斯方程，从而求算环己烷的摩尔气化热、环己烷在大气压下的正常沸点。【关键词】饱和蒸汽压克拉伯龙-克劳修斯方程温度摩尔汽化热1.引言在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。摩尔汽化热是在一定的温度、压力下，1mol纯液体在平衡过程中变为蒸汽所吸收的热。液体的沸点则是当液体的饱和蒸汽压等于外界压强时的温

2、度。液体的沸点随着外界压强的增大而增大，当液体处于沸点时，若将蒸汽视为理想气体，在汽化过程前后忽略液体的体积，且在一定温度范围内认为摩尔汽化热为常数，则可由气相和液相化学势相等推得克拉伯龙-克劳修斯方程，以及液体的摩尔蒸发热和其他热力学常数。本实验中通过测量环己烷在不同压强下的沸点来验证克拉贝龙-克劳修斯方程，并根据建立起来的经验方程求算环己烷的平均摩尔汽化热。2.实验2.1．实验原理液体饱和蒸气压与摩尔汽化热的关系可用克拉贝龙—克劳修斯方程表示：(1)DH：摩尔汽化热(J·mol-1)R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若温度改变的区间不大，DH

3、可视为为常数(实际上DH与温度有关)。积分上式得(2)常数，。(2)式表明与有线性关系。作图可得一直线，斜率为－B。因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热DH。=2.303RB(3)因此，只要测得某液体不同温度下的液体饱和蒸汽压，即可通过作图得到该液体的平均摩尔汽化热。液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：静态法，在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力；动态法，在不同外部压力下测定液体的沸点；饱和气流法，在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。本实验利用动态法，此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与

4、外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这10液体饱和蒸汽压的测定一温度下的饱和蒸汽压。2.2实验仪器与试剂SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵郑州长城科工公司WYB-Ⅰ型真空稳压包南京大学物理应用研究所监制（教学用）JJ-1型增力电动搅拌器金坛市环宇科学仪器厂6511型电动搅拌机调速器转速200-4000转/分上海标本模型厂DTC-2AI控温仪南京南大万和科技有限公司南京大学物理应用研究所监制（教学用）BY型U型压力计江苏省常州市东风仪表厂5000ml烧杯1/100℃水银温度计玻璃仪器（详见装置图）蒸馏水正己烷2.3实验装置图与装置简介图一实验装置图1

5、-盛水大烧杯;2-温度计(分度值为0.1°);3-搅拌;4-平衡管;5-冷凝管;6-开口U形水银压力计;7-具有保护罩的缓冲瓶;8-进气活塞;9-抽气活塞;10-放空活塞;11-安全瓶;12、13-橡皮管14-三通活塞A球中装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸汽，并且当B管与C管的液面处于同一水平时，表示B管液面上的蒸汽压(即A球面上的蒸汽压)与加在C管液面上的外压相等。以此作为判断读数时刻的标准。2.4.实验步骤1.熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日大气压。2.（未做）取下平衡管4，洗净、烘干，装入待测液。使A球内

6、有2/3体积的液体。并在B，C管中也加入适量液体，将平衡管接在冷凝管的下端。平衡管中液体的装法有两种：一是把A管烘烤，赶走空气，迅速在C管中加入液体，冷却A管，把液体吸入。二是将C管中加入液体，将平衡管与一水泵相连接，抽气，并突然与水泵断开，让C10液体饱和蒸汽压的测定管的水流入A管。3.系统检漏：管闭活塞8和9，将三通活塞14旋转至与大气相通，关闭活塞10，插上真空泵电源，启动真空泵，将活塞14再转至与安全瓶11相通，抽气5分钟，再将活塞14旋至与大气相通，拔掉真空泵电源，停止抽气。这样做是为了防止真空泵油倒吸。用活塞9调节缓冲瓶的真空度，使U形压力计两臂水

7、银柱高低差为20—40毫米，关闭活塞9。仔细观察压力计两臂的高度，在10分钟内不变化，证明不漏气，可开始做实验。否则应该认真检查各接口，直到不漏气为止。4.不同温度下液体饱和蒸汽压的测定：(1)将平衡管浸入盛有蒸馏水的大烧杯中，并使其全部浸没在液体中。插上电炉加热,开启搅拌马达，使水浴中的水温度均匀。(2)关闭活塞9，使活塞8与大气相通。此时平衡管、压力计、缓冲瓶处于开放状态。将活塞14通大气，插真空泵电源抽气，把活塞14旋转至与安全瓶相通，抽5分钟，再将活塞14通大气。拔下电源，此时安全瓶内为负压，待用。(3)随着水浴中液体的温度的不断升高，A球上面的待测液

8、体的蒸汽压逐渐增加，使C管中逐渐有气泡