纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告.doc

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1、华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范)年级、班级课程名称物理化学实验实验项目纯液体饱和蒸气压的测定——静态法实验类型：□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师罗琼实验评分【实验目的】①明确纯液体饱和蒸气压的概念及其与温度的关系，加深对克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clap-eyron)方程的理解。②掌握静态法（亦称等位法）测定纯液体饱和蒸气压的原理及方法，学会用图解法求纯液体的平均摩尔汽化热和正常沸点。③了解数字式低真空测压仪，熟悉常用气压计的使用及校正方法，初步掌握真空实验技术。【实验原理】在一定温度下，纯液体与其自

2、身的蒸气达到气液平衡时，蒸气的压力称为该温度下该液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下该液体的摩尔汽化热。将蒸气视为理想气体，饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯一克拉贝龙方程式表示：(3-12)dlnp△vapHmdTRT2＝式中，T为热力学温度，K；p为纯液体在温度T时的饱和蒸气压，Pa；△vapHm为纯液体在温度T时的摩尔汽化热，J/mol；R为摩尔气体常数，8.314J/(mol·K)。在温度变化范围不大时，可把△vapHm视为常数，表示此温度范围内的平均摩尔汽化热。将式(3-12)积分得(3-13)

3、lnp＝×＋c﹣△vapHm1RT用lnp对1/T作图，得一条直线，直线的斜率为：m＝﹣△vapHmR于是，有△vapHm=﹣Rm由此可见，测得一组不同温度下纯液体的饱和蒸气压值，可求得该温度范围内该纯液体的平均摩尔汽化热△vapHm。当液体的饱和蒸气压等于外界压力时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。当外压为latm(Pa)时，液体的沸点称为正常沸点。测定液体饱和蒸气压的具体方法很多，本实验采用静态法测定纯水的饱和蒸气压，实验装置如图3-11所示。等压计（又称平衡管）由三个相连的玻璃球A、B、C组成．图中A球中贮存待测液体（纯水），B

4、球和C球间用U形管连通，也装上适量的纯液体（纯水）。测量时，当U形管两边液面处于同一水平面时，表示U形管两边上方的气体压力相等，迅速记下此时的温度和压力，则A球中纯液体（纯水）的饱和蒸气压等于加在C管上面的外压。图3-11液体饱和蒸气压测定装置图1-平衡管；2-搅拌器；3-温度计；4-缓冲瓶；5-恒温水浴；6-三通活塞；7-直通活塞【仪器与试剂】液体蒸气压测定装置1套真空泵（共用）1台纯水100℃(1/10)水银玻璃温度计1根【实验步骤】(1)装置仪器从液体蒸气压测定装置中将等压计卸下，倒入少许纯水，倾倒等压计，并不断改变其倾斜度，使纯水由

5、球C流经U形管、球B、最后到达A，反复上述操作次数，直至球A中装入的2/3体积的纯水为止，将等压计竖直，向球c倒入纯水，至U形管两边处同一水平时，水面接近球B的底部为止，最后将等压计小心装回装置中。将精密数字压力计的电源接通并打开，单位选择“mmHg”一挡，并在大气压条件下置零。(2)检查系统是否漏气关闭直通活塞7，开动真空泵，慢慢旋转三通活塞6使系统与真空泵连通（旋转活塞时须用力均匀，速度缓慢，同时注视真空测压仪），抽气减压至压力计示数约为﹣400mmHg左右时，关闭三通活塞6，使系统与真空泵、大气皆不相通。观察压力计示数，如果在3-5m

6、in内维持不变，则系统不漏气。否则，说明系统漏气，这时应仔细检查装置各个部分，特别注意检查各部分的连接处，设法排除漏气故障。(3)排除球A和球B间的空气检查不漏气后，接通冷凝水，开启搅拌装置，将恒温槽温度调至40℃左右，继续抽泣降压接近﹣710mmHg，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3-5min左右，可认为空气被排除干净。(4)不同温度下纯水饱和蒸气压的测定当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转活塞7缓缓放入空气，直至B、C管中液面平齐，关闭直通活塞7，记录温度与压力。从低温到高温依次测定，共测6组。最后打开直通活塞7

7、，关闭回流水、真空泵、电源。【实验记录及数据处理】①将测得数据填入表3-8中。室温：24.4℃气压计读数：1025.2HPa（26.5℃）经温度校正后的大气压值（p大，校）：Pa表3-8不同温度下纯水饱和蒸气压次序温度t/℃温度T/K1/T/K-1测压仪的示数/mmHg蒸气压p/Palnp123454550556065318.15323.15328.15333.15338.153.14×10-33.10×10-33.05×10-33.00×10-32.96×10-3-692.9-674.3-648.7-618.8-581.710142.61

8、2622.316035.320021.633366.99.18209.40929.65599.883310.10831＋βtα－β1＋αt1＋αtA.气压计的温度校正公式为：p0