液體飽和蒸汽壓測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)四 實(shí)驗(yàn)四 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 明確純液體飽和蒸氣壓的定義和氣液兩相平衡的概念。深入了解純液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系。2. 用數(shù)字真空計(jì)測(cè)不同溫度下異丙醇的飽和蒸氣壓，初步掌握低真空實(shí)驗(yàn)技術(shù)。3. 學(xué)會(huì)用圖解法求被測(cè)液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾汽化熱與正常沸點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理 二、實(shí)驗(yàn)原理在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的蒸氣壓力，稱(chēng)為該溫度下的飽和蒸氣壓。純液體的蒸氣壓是隨

2、溫度變化而改變的，它們之間的關(guān)系可用克勞修斯—克拉貝龍方程式來(lái)表示：(1)式中 p*為純液體溫度 T 時(shí)的飽和蒸氣壓；T 為熱力學(xué)溫度；△vapHm 為該液體摩爾汽化熱；R 為摩爾氣體常數(shù)。如果溫度的變化范圍不大，△vapHm 視為常數(shù)，當(dāng)作平均摩爾汽化熱。將式(1)積分得：(2)式中 C 為常數(shù)，此數(shù)與壓力 p 的單位有關(guān)。由式(2)可知，在一定溫度范圍內(nèi)，測(cè)定不同溫度下的飽和蒸氣壓，以 ln p 對(duì) 1/T 作圖，可得一直線。由該

3、直線的斜率可求得實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)液體的平均摩爾汽化熱。當(dāng)外壓為 101325 時(shí)，液體的蒸氣壓與外壓相等時(shí)的 T 稱(chēng)為該液體的正常沸點(diǎn)。從圖中或計(jì)算也可求得其正常沸點(diǎn)。三、儀器 三、儀器 試劑 試劑蒸氣壓測(cè)定裝置 1 套；真空泵 1 臺(tái)；數(shù)字式氣壓計(jì) 1 臺(tái)；電加熱器 1 只；溫度計(jì) 2支；數(shù)字式真空計(jì) 1 臺(tái)；磁力攪拌器 1 臺(tái)；異丙醇（分析純） 。四、實(shí)驗(yàn)步驟 四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按儀器裝置圖接好測(cè)量線路，所有接口須嚴(yán)密封閉，將液體裝入

4、平衡管。2. 系統(tǒng)檢漏緩慢旋轉(zhuǎn)三通活塞，使系統(tǒng)通大氣，開(kāi)啟冷卻水，接通電源使真空泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，調(diào)節(jié)活塞使系統(tǒng)減壓至 1104 后關(guān)閉活塞，此時(shí)系統(tǒng)處于真空狀態(tài)。若漏氣則分段2lnRTHdTp d m vap ? ?C RTH pm vap ? ? ? ? ln表 2. 異丙醇在溫度 T 時(shí)的飽和蒸氣壓 p3. 繪制 ln p~1/T 圖：見(jiàn)圖 2.3.20 3.22 3.24 3.26 3.28 3.30 3.32 3.34 3.361

5、.61.82.02.22.42.6lnp1/T10-3K-1lnp=19.73968-5.38254×103/T圖 2. ln p ~1/T 圖4. 求平均摩爾汽化熱根據(jù)公式 和圖 2 可知，斜率 = -5.38254×103平均摩爾汽化熱 ΔvapHm=5.38254×103×8.314=44.75kJ·mol-15. 求正常

6、沸點(diǎn)在表 2 中取一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)：lnp=2.128，1/T=3.271×10-3已知標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 p*=101.325kPa，ln p*=4.618上述數(shù)據(jù)代入公式 ln p*-ln p= -5.38254×103 (1/T*-1/T)4.618-2.128= -5.38254×103 (1/T*-3.271×10-3)，1/T*=2.808×10-3K-1，T*=356.1K正常沸點(diǎn) t*

7、=82.9℃（文獻(xiàn)值：82.3℃）或者根據(jù)方程：lnp=19.73968-5.38254×103/T 來(lái)求算：T*=5.38254×103 /(19.73968-ln101.325)=355.96K，正常沸點(diǎn) t*=82.8℃（文獻(xiàn)值：82.3℃）T /K 298.2 300..7 303.2 304.4 305.7 306.9 308.2 309.4 310.7 311.9p /kPa 5.487 6.280 7

8、.251 7.780 8.400 9.016 9.729 10.43 11.24 12.021/T /10-3K-1 3.353 3.326 3.298 3.285 3.271 3.258 3.245 3.232 3.219 3.206ln p 1.702 1.837 1.981 2.052 2.128 2.199 2.275 2.345 2.419 2.487RH m vap ? ? ? C RTH pm vap ? ? ? ? ln