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液体饱和蒸气压的测定

液体饱和蒸气压的测定. 苏州科技学院 化学与生物工程学院 化学化工实验中心. 实验目的. 学习静态法测定液体饱和蒸气压的原理 ; 掌握数字低真空测压仪和真空泵的使用方法，初步掌握 真空实验技术，测定异丙醇的饱和蒸气压 ; 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 —— 克劳修斯 - 克拉贝龙方程式。. 实验原理. 在通常温度下，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的 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液体的 摩尔气化热 。.

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液体饱和蒸气压的测定

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Presentation Transcript

  1. 液体饱和蒸气压的测定 苏州科技学院 化学与生物工程学院 化学化工实验中心

  2. 实验目的 • 学习静态法测定液体饱和蒸气压的原理; • 掌握数字低真空测压仪和真空泵的使用方法，初步掌握 真空实验技术，测定异丙醇的饱和蒸气压; • 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——克劳修斯-克拉贝龙方程式。

  3. 实验原理 在通常温度下，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

  4. 液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示: 式中，R为摩尔气体常数;T为热力学度;ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。

  5. ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得: (2) 其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对1/T作图，应为一直线，直线的斜率为 ，由斜率可求算液体的ΔvapHm。

  6. 仪器与药品 • 真空泵 • 恒温水浴装置 • 数字式低真空测压仪1台 • 等压计 • 冷阱 • 稳压瓶 • 环己烷

  7. 接数字低真空测压仪 接真空泵 仪器装置示意图

  8. 等压计工作原理 • 等压计亦称为平衡管，有Ⅰ球和形管Ⅱ、Ⅲ组成。Ⅰ球中储存液体，当Ⅱ、Ⅲ间的形管中的液面在同一水平时，表示Ⅰ、Ⅲ管间空间的液体蒸汽压恰与管Ⅱ上方的外界压力相等。记下此时的温度和压力值，此即气液平衡的温度（沸点）与饱和蒸汽压。

  9. 实验步骤 • 1．安装装置：按照图示连接仪器及装置。开机预热5－10分钟，在系统与大气相通时置零。 • 装样：将等压计内装入适量待测液体异丙醇。A球管约2/3体积，U形管两边各1/2体积。 • 系统气密性检查：将稳压瓶上的通大气阀关闭，打开接系统和真空泵的两个阀门；开启真空泵，抽至一定真空度时，关闭通真空泵阀门，并观察仪器显示数值，数值没有明显的下降说明系统气密性很好；否则需要检查漏点，并消除。

  10. 4．排除球管上方空间内的空气 调节恒温槽的温度为25℃，关闭通大气的阀门，打开连接系统及真空泵的阀门，打开真空泵进行抽空，使球中液体内溶解的空气和A/B空间内的空气呈气泡状，通过B管中液体排出，直至试液沸腾稳定1-2min，关闭接真空泵的阀门，调节通大气的阀门，使空气缓慢进入系统，直至U型管双臂液体等高时从仪表读数。同法，再抽气，再读数；直至两次读数相差无几，则表示球体液面上的空间已经被异丙醇饱和蒸气充满。关闭真空泵。

  11. 5．饱和蒸汽压的测定 调节恒温水浴的温度升高3 ℃，待恒温后调节进气阀，使空气缓慢进入系统，直至U型管双臂液体等高时从仪表读数。重复上述操作，直至温度升至50 ℃即可停止实验。在实验开始前，需要读取当前大气压P0，计算蒸气压P：P= P0-E(E为仪器读数) 6．实验结束后打开通大气的阀门，使压力表回复零位。关闭冷却水，打开通空泵阀门，关闭所有电源，使实验装置复原。

  12. 数据处理 1.数据记录表 大气压kPa 室温℃

  13. 2.绘出环己烷的蒸气压温度曲线。 3.以lnp对1/T作图，并由直线的斜率得出平均摩尔气化热ΔvapHm，并与文献值进行比较。将直线外推求出环己烷在标准大气压下的正常沸点。

  14. 注意事项 1．测量前按下校零按钮校零，测量过程中不可再按校零。 2．放入空气必须小心，防止过多使空气倒灌，否则重新抽气排气。 3．注意抽气时先开启真空泵后打开体系与稳压瓶间的活塞；停止抽气时先打开通大气的阀门，使压力表回复零位，打开通空泵阀门使大气与真空泵相通，再关真空泵。

  15. 思考题 1．在试验过程中，为什么要防止空气倒灌？ 2．怎样判断空气以被赶净？能否在加热情况下检查是否漏气？ 3．体系的平衡蒸气压是由什么决定的？与液体的量和容器的大小是否有关？

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