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文本内容:
纯液体饱和蒸汽压的测定目的要求一.明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念,深化了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系一一克劳修斯一克拉贝龙方程式二.用数字式真空记测定不同温度下环己烷的饱和蒸气压初步把握真空试验技术三.学会用图解法求被测液体在试验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点基本原理在肯定温度下,与纯液体处于平衡态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压这里的平衡状态是指动态平衡在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,液体分子中表面逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝聚成液相,当两者的速率相等时,就达到了动态平衡此时气相中的蒸气密度不再转变,因而具有肯定的饱和蒸气压纯液体的蒸气压是随温度变化而变化的,它们之间的关系可用克劳修斯一克拉贝龙方Clausius一Clapeyron方程来表示dLnp7[p]}/dT=AvaPHm/RT23—1式中p*为纯液体温度T时的饱和蒸气压;T为热力学温度;Av叩Hm为液体摩尔气化热;R为气体常数假如温度变化的范围不大,△vapHm视为常数,可当作平均摩尔气化热将3—1式积分得:Lnp7[p]=-AvaPHm/RT+c式中c为积分常数,此数与压力p*有关由3—2式可知,在肯定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以Ln{p*/[p]}对1/T作图,可得一条直线由该直线的斜率可求得试验范围内液体的平均摩尔气化热当外压为10L325Kpa时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正赏凝点从图中也可求得其正常沸点测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法、和饱和气流法等本试验采纳静态法既被测物质放在一个密闭的体系中,在不同温度下直接测量其饱和蒸气压,在不同外压下测量相应的沸点此法适用于蒸气压比较大的液体全部接口必需严密封闭平衡管由三根相连通的玻璃管ab和c组成,a管中存储被测液体,b和c中也有液体在底部相连当a、c管的上部纯粹是待测液体的蒸气,b与c管中的液面在同一水平常,则表示在c管液面上的蒸气压与加在b管液面上的外压相等,此时液体的温度即体系的气液平衡温度,亦即沸点平衡管中的液体可用下法装入先将平衡管取下洗净,烘干,然后烤烘(可用煤气灯)a管,赶走管内空气,速将液体自b管的管口灌入,冷却a管,液体即被吸入反复二,三次,使液体灌至a管高度的三分之二为宜,然后接在装置上
二、系统检漏缓慢旋转三通活塞,使系统通大气开冷却接通电源,使抽气泵正常运转4或5分钟再关闭活塞使系统减压至余压大约为IX10pa后关闭活塞假如在数分钟内真空值基本不变表明系统不漏气若系统漏气则应分段检查,直至不漏气为止,才可以进行下一步试验
三、测定不同温度下液体的饱和蒸气压转动三通活塞使系统与大气压相通开动搅拌器,并将水浴加热随着温度渐渐提升,平衡管中有气泡溢出连续加热至正常沸点之上大约5℃左右保持此温度数分钟,以便将平衡管中的空气赶净
1、测定大气压力下的沸点测定前须正确读取大气压数据系统空气被赶净后停止加热让温度缓慢下降,c管中的气泡将渐渐削减直至消逝C管液面开头提升而b管液面下降严密凝视两管液面,一旦两液面,一旦两液面处于同一水平常,登记此时的温度细心而快速转动三通活塞,使系统与泵略微连通即要防止空气倒灌,也要避开系统突然减压重复测定三次结果应在测量允许误差范围内
2、测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压在大气压力下测定沸点之后,旋转三通活塞使系统渐渐减压约为4X103pa或约为30mmhg平衡管内液体又明显变化,有气泡不断溢出(留意勿使液体沸腾)随着温度下降,气泡再次削减直至消逝同样等b、c管液面相平常,登记温度和真空表读数再次转动三通活塞,缓慢减压减压幅度同前,直至烧杯内水浴温度下降至50C左右停止试验,再次读取大气压力数据处理
一、试验数据纪录表
二、温度的正确测量是本试验的关键之一温度计必需作露茎校正
三、以蒸气呀p*对温度T作图、由P-T曲线匀称读取10个点,列出相应的数据表,然后绘出Ln(p[p]}1/T的直线图由直线斜率计算出被测液体在试验温度区间内的平均摩尔气化O
五、由曲线求得样品的正常沸点,并与文献值比较△vaPHm=
4.9111*
8.314=
40.83kJ/mol相对误差=
44.41-
40.83/
44.41=
8.1%思索争论试验中误差消失可能的缘由.画图时取的十个点不匀称.试验过程中气压的掌握不是完全的精确.仪器引起的系统误差
一、装置的改进本试验数据处理较为简单,可用微机拟合处理.,并与上述作图计算所得结果进行比较对常规测定纯液体饱和蒸汽压装置进行了改进,由计算机实时采集体系的压力和肯定温度绘制相应曲线,所测数据和试验结果均以文件形式存在在磁盘上且可用打印机输结果,此装置在测量精度和数据处理自动化程度上明显提高
二、学问的拓展试验测得的平均摩尔气化热数据可直接用于“气-液色谱法测定非电解质溶液的热力学函数:这样可以培育同学对自己所测数据的责任心在实际教学支配中,由两个同学组成一组,在8小时的教学时间里合作完成这两个试验阅历证明,这将较大地激起同学学习的乐观性
三、试验留意点
1、测定前,必需将平衡管a、b段的空气驱逐净在常压下采用水浴加热被测液体,使其温度掌握在高于该液体正常沸点3至5℃持续约5min让其自然冷却,读取大气压下的沸点再次加热并进行测定假如数据偏差在正常误差范围内,可以为空气已被赶净留意切误过分加热,否则蒸气来不及冷却就进入抽气泵,或者会因冷凝在b管中的液体过多,而影响下一步试验
2、冷却速度不要太快,一般掌握在每分钟下降
0.5℃左右,假如冷却太快,测得的温度将偏离平衡温度由于被测气体内外以及水银温度计本身都存在温度滞后校应
3、整个试验过程中,要严防空气倒灌,否则,试验要重做为了防止空气倒灌,在每次读取平衡温度和平衡压力数据后,应马上加热同时缓慢减压
4、在停止试验时,应缓慢地先将三通活塞打开,使系统通大气,再使抽气泵通大气,然后切断电源,最终关闭冷却水,使试验装置复原为使系统通入大气或使系统减压以缓慢速度进行,可将三通活塞通大气的管子拉成尖口如图
四、思索题.压力和温度的测量都有随机误差,试导出△vapHm的误差传递表达式答:由H=U+PV可得,一dH=dU+PdV+VdP-dH=U/TVdT+U/VTdV+pdV+Vdp-AVHm=U/TVAT-f-VAp.用此装置,可以很便利地争论各种液体,如苯,二氯已烯,四氯化碳,水,正丙醇,异丙醇,丙酮和乙醇等,这些液体中许多是易燃的,在加热时应当留意什么问题答:加热时,易燃物体不应靠得太近发热器,拿取药品时,应避开把它撒在发热器上,当用这些药品时,应把它盖好放置.加热时,应当缓慢加热,并且细心掌握温度,使溶液的温度不能超过待测液的着火点,同时.ac管的液面上方不宜有空气(或氧气)存在,此外温度变化采纳渐渐下降方式序号1234567891011T/k
357.
75356.
65355.
15353.
25351.
35349.
15346.
25343.
35339.
25335.
95331.95P*/pa
10132594553.
488461.
680223.
675051.
668200.
061268.
454083.
546805.
339460.
532475.6T/k
332.
91334.
91336.
55338.
12340.
54342.
36344.
18346.
18348.
34350.
42352.50P*/pa
33853.
1337533.
6540890.
8744272.
9749172.
0352255.
7155936.
2261456.
9966356.
0672175.
2578019.31Ln{p7[p]}
10.
43010.
53310.
61910.
69810.
80310.
86410.
93211.
02611.
10311.
18711.2651/T*
100032.
992.
972.
962.
942.
922.
912.
892.
872.
852.84。