精品试验三液体饱和蒸气压的测定.docx

实验三 液体饱和蒸气压的测定1.摘要1885年，W. Ramsay and S. Y）ung首先提出测定液体饱和蒸气压的装置液体沸腾温度用静态法测定苯或乙酸甲酯在不同温度下的饱和蒸气压，据克-克方程式求算所测温 度范围内的平均摩尔气化热压力传感器和数显读压力p实验平衡管（等压计）之U形管部分液面相平时，即液体在该温度下的饱和蒸气压 通常认为降压法比升压法更易达平衡关键词：饱和蒸气压静态法克-克方程平衡管恒温槽真空泵误差传递线性回归置冷阱零 置压力传感器通pa因 kmm泵包r~ 一源一E电图2.3.1液体饱和蒸气压实验装置恒温槽（含导电表继电器等） 1套数显压力计（含压力传感器） 1套稳压气包 1只调压变压器 1台等压计 1支真空泵 1台冷阱 1只二通、三通活塞 各1只 试剂：环已烷、正已烷、四氯化碳、乙酸甲酯或苯（AR）准备工作：（1）检查或灌装等压计中液体使等压计小球内盛2/3量质量可靠的试液2）开启二通放空活塞，接通电源，正常运转后关闭二通活塞，开启三通活塞使系统抽真空待负压达极限，汞柱稳定后关闭三通活塞开始检漏：须保持2分钟内压力差基本不变检漏期间读大气压并进行大气压校正值计算。

3)恒温槽试调，注意导电表调温灵敏度，加热、搅拌观察通冷凝水开始实验3 .预习提问(1)什么叫液体饱和蒸气压？(2)静态法测饱和蒸气压是根据什么原理？(3)怎样使用真空泵，开泵和关泵前应注意什么？(4)如何使用气压计和进行气压的校正？(5)如何进行正压以及负压的检漏？(6)如何判断等压计内被产U形这封闭的与小球相通的空间空气是否被赶净，不赶净则 有何影响？(7)实验时抽气和放气速度怎样控制才好8)如何读、算待测物蒸气压及其标准蒸气压？4 .操作据(2.3.1)式计算H和由图象反推法求正常沸点Tb数据处理5 .数据处理考虑到苯毒性大，采用四氯化碳1)文献数据：原标准大气压(101.325kPa下沸点是76.6C即349.15K躺自复旦大学物理化学实验教材第二版)；在此温度范围内平均摩尔蒸发热为208. 1jg1(2)实验记录：气压表读数：760.1mmHg表2.3.1 CC14液体饱和蒸气压和测定 室温293. 25K经校正的大气压值p =101.05kPaT/K压力计压差读数/kPa1/T 10饱和蒸气压p/ kPa文献值p*/ kPaig p298.1585.653.35415.415.21.1818303.1582.253.29918.818.81.2742308.1577.953.24523.123.21.3655313.1572.753.19328.328.31.4518318.1566.753.14334.434.31.5353323.1559.453.09541.641.31.6160注：①表中文献值是按表格三常数公式计算的②大气压进仃了校正：p校正=p (读数)+ p=760.6 2. 7=757. 9mmHg =101. 05kPa即气压计水银密度校正：h0= ht t / 0=0.9964 760. 6=757.9 mmHg T= t+273.15K=293. 25Kt / 0的比值见表2.3.2表2. 3. 2 不同温度下汞密度比值T/K273.15278.15283.15288.15293.15298.15303.15308.15313.15t / 01.0000.99910.99820.99730.99640.99550.99460.99370.9928③如实验采用U形管压力计，同样需进行刻度与水银密度的校正。

3)图象Hv= 2.303RB=2.303 8.314 1.622 103=31.057kjmo1 1=201.9Jg 1误差=201.9 208.1/208.1= -3.0% 4图 2.3. 2 CC4 的 1g p-1/T 图本实验作图法训练是一重点作1g p~1/T图应线性良好标明图名，注意坐标分度、 标度、测点标注符清B可辨、线与轴夹角45左右作图误差最小两点式求直线钟率取用 回归线上相距大、分母整数易算的两点实验误差要求不大于3%(1)实验关键：a. .关、停真空泵必须先通大气(解除真空)再顾电源可以减少电机起动负荷， 有利于安全启动；可以避免关泵时泵油倒吸污染被测系统以及因压力急骤变化发生冲汞、 损坏压力仪表等危险在工业生产上，这种先断电源的后果常导致浓缩的糖液、酒、胶液 因浓缩蒸系统负压而大量吸入水力喷射器中水b. 一定仔细检漏，保证系统的气密性c.等压计内小球上方封闭空间的空气必须赶净，且每次测量时都要防止空气倒灌第一个测点进行三次测试，比较蒸气压所测数据误差应不大于 0.5mm汞柱也可以 按复旦大学实验教材在大气压力下测第一个沸点数据，则需换一支50 C以上的0.1 C刻度 温度计初加温升至沸点以上。

d..赶气泡过程在第一个测点，须小心控制彳^微沸腾，否则，过热液体冷凝不住，U形 管内液体很快蒸发殆尽，不得不解除真空添液重来2)测定蒸气压有三种方法：a.静态法：定温度下直接测量饱和蒸气压通常用于测量具有较大蒸气压的液体b.动态法：变动外界压力下测定沸点c.饱和气流法：使干燥的惰性载气流通过被测物质时被饱和，然后设法测出一定 体积载气流中待测物质的重量，再据分压定律算出被测物质的饱和蒸气压图2.3.3M饱和蒸压水的沸点仪本实验既可以静态法测，采用恒温槽恒定温度；也 可以动态法测，加热浴槽可以用小一点的普通烧杯而不 必恒温；既可以升温方法测也可以降温方法测图2.3.3是另外一种仪器，采用动态法测量液体的饱 和蒸气压，沸点仪颈部套冷凝夹套并与真空系统相连 测得的饱和蒸气压可以获得令人满意的结果3)液体的蒸气压与温度密切相关，故控温精度应达0.1〜0.2C若做的是升温法，则过程中随时注意调节放 空活塞，使不发生“沸腾”4)控制冷却速度0.5 C/min左右使温度平衡同时也可消除温度计的滞后效应5)试推导误差(Hv)的误差传递公式将II-3-1式改写成 Hv= RTlnAPHv十)dP pd( Hv ) RT — RdT ln AP ( Hv) (RT(6)采用环已烷或者正已烷来做本实验，且与“气液色谱法测定非电解质溶液的热力学函 数”实验合作或联做，可以比较二种不同方法测得的 Hv值。

7)液体饱和蒸气压对于温度的三常数式经验方程：lg p A B/(C t)其中A、B、C 见表 2.33表2.3.3 饱和蒸气压三常数列表物 质沸点(C)ABC适用温度范围(C)环已烷C6H1280.746.844981203.526222.86320 〜+142正已烷C6H1468.326.877731171.530224.36625 〜+92四氯化碳CCl476.66.933901242.43230.05.53 〜104乙酸甲酯C3H6O257.297.202111232.83228.0苯 C6H 680.106.905651211.033220.79020 〜150表2.3.4 环已烷C6H12饱和蒸气压的三常数公式推算值t/ C01234567892077.581.285.189.193.397.5102.1106.7111.5116.530121.7127.1132.7138.4「144.4150.5156.9163.5170.4177.440184.7192.2200.0208.0216.3224.9233.7242.8252.2261.850243.4282.1292.6303.5314.8326.3338.2350.4363.0[375.960389.2402.9416.9431.4446.2461.4477.0493.1509.6526.570543.8561.6579.9598.6617.8637.4657.6678.3699.4721.180743.3766.0无论实验数据处理和作图，或者表册公式推算值，所用BASIC编程简单。

7.解题研习(1)负压如何检漏？哪些部位易泄漏？大于大气压的系统如何检漏？解 真空几十mmHg柱差均可以检漏2分钟内观察汞柱差保持程度便可揣模漏气状况 活塞及接头部位最易漏气，所以玻璃管接头处要用厚壁胶管，活塞取下用真空脂均匀涂抹， 这些地方若用涂抹肥皂水的方法，比较漏泄差别的方法来检漏，有时不太明显，而对于正 压系统来说倒是好方法工业上检负压漏泄通常沿着如浓缩器的法兰封闭缝采用观察火苗 的方法地下及海底管道可以用灌硫醇的方法2)双管压力计应装多少水银？压力计中汞面覆水的作用是什么？解 至少800mm. 850mm水银柱总长较合适水银蒸气有毒，覆水隔绝之3)本实验温度愈高测量误差愈大，何故？解 距室温远，恒温槽定温计(触点经常电击水银污染)、继电器的滞后效应；加热器功 率在调大的情况下恒温灵敏度曲线变差；恒温槽温度梯度增大，以及恒温槽布局合理性方 面的矛盾突出显现故温度愈高，所测蒸气压的偏差愈大4)能否用本法测定溶液的蒸气压？解大多数情况下不适合溶液蒸气压的测定，因为产生的蒸气中易挥发组分不断被抽去， 导致动态平衡的溶液组成不断变化但是对于恒沸点混合物这样的特例，可用此法5) vH与T有关[(VH)]P 0 ,且苯蒸气为非理想气体，何以ln P ~1/T竟是相关 系数物绝对值十分接近于1的直线关系，怎样解释？解研究适用于一元两相平衡的克拉贝龙方程dP HvdT T(Vg Vl)其中 Vg V| Vg (1 班)Vg故 dP P HvdT 2 VlZRT 2 (1 -)V」d In Pd中HvVlZR(1 -)Vg存在三个未知项： Hv ,Z和(1在常压下(1 VL)Vg1与温度近于无关；而Hv和Z都是温度的函数:T Thv!致 Hv变化不明显 lnp~1/T终成线性关系。

' Z；!—p平衡 非理想气体程度？ Z jL.I.Brown曾利用上式得出：如果lnp与1/T有直线关系，其锌率为A,则Hv不应等 于AR,此值常比量热值大一些，而应等于ZAR,从而利用Z校正了 Hv的值6)实验装置中添加冷阱，应加在哪儿？起什么作用？解处于平衡管与真空系统的中间连接装置，防止有机可燃、有毒气体的逸出造成危害7)电子压力计的数显值具有什么样的单位？压力传感器根据什么原理？答：kPa单位属于SI制标准计量单位1个标准压=100kPa压力传。