实验二实验报告.doc

液体饱和蒸汽压的测定 摘要 本实验中 通过对液体饱和蒸气压与温度的关系的研究，根据克拉贝隆~克劳修斯方程的简化建立起来的经验方程式，求出液体的平均摩尔汽化热。 关键词 饱和蒸气压 平均摩尔汽化热 克拉贝隆~克劳修斯方程 动态法 前言 在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。在图上，也可以求出液体的正常沸点。 液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种： 1、静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。 2、动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。 3、饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。本实验利用第二种方法。此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。 2.实验部分 （一）实验原理 液体饱和蒸气压和平均摩尔汽化热的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示： (2－1) ?H：摩尔汽化热(J·mol-1) R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1) 若温度改变的区间不大，?H可视为为常数(实际上?H与温度有关)。积分上式得： (2－2) 或 (2－3) 常数，。 (3)式表明与有线性关系。作图可得一直线，斜率为－B。因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热?H。 (2－4) 在实验中只要测得不同外压下的沸点，也就测得这一温度下的饱和蒸气压。 （二）仪器与药品 2XZ-2B型旋片真空泵一台（上海真空泵厂;抽速2 L/S;极限真空2310-2 Pa;转速1430 r/min;功率0.37 KW） D25-2电动搅拌器一台(杭州仪表电机厂;转速4000r/min;输出功率25W） CL-150型电炉一台（上海产;功率1500W） U型压力计一支（测量范围±40 cm;精度1mm;误差 0.5 mm） 水银温度计一支（测温上限102℃；精度0.1℃；误差 0.05℃） 玻璃烧杯一只（容量5000 mL） （三）实验内容 1、如下图为实验装置图: 图2-1 纯液体饱和蒸汽压测定装置图 1-盛水大烧杯;2-温度计(分度值为0.1°);3-搅拌;4-平衡管;5-冷凝管;6-开口U形水银压力计;7-具有保护罩的缓冲瓶;8-进气活塞;9-抽气活塞;10-放空活塞;11-安全瓶;12、13-橡皮管14-三通活塞 熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日大气压。 2、取下平衡管4，洗净、烘干，装入待测液。使A球内有2/3体积的液体。并在B，C管中也加入适量液体，将平衡管接在冷凝管的下端。 平衡管中液体的装法有两种： 一是把A管烘烤，赶走空气，迅速在C管中加入液体，冷却A管，把液体吸入。二是将C管中加入液体，将平衡管与一水泵相连接，抽气，并突然与水泵断开，让C管的水流入A管。 3、系统检漏：管闭活塞8和9，将三通活塞14旋转至与大气相通，关闭活塞10，插上真空泵电源，启动真空泵，将活塞14再转至与安全瓶11相通，抽气5分钟，再将活塞14旋至与大气相通，拔掉真空泵电源，停止抽气。这样做是为了防止真空泵油倒吸。用活塞9调节缓冲瓶的真空度，使U形压力计两臂水银柱高低差为20—40毫米，关闭活塞9。仔细观察压力计两臂的高度，在10分钟内不变化，证明不漏气，可开始做实验。否则应该认真检查各接口，直到不漏气为止。 4、不同温度下液体饱和蒸汽压的测定： A、将平衡管浸入盛有蒸馏水的大烧杯中，并使其全部浸没在液体中。插上电炉加热，同时开冷却水，开启搅拌马达，使水浴中的水温度均匀。 B、关闭活塞9，使活塞8与大气相通。此时平衡管，压力计，缓冲瓶处于开放状态。将活塞14通大气，插真空泵电源抽气，把活塞14旋转至与安全瓶相通，抽5分钟，再将活塞14通大气。拔下电源，此时安全瓶内为负压，待用。 C、随着水浴中液体的温度的不断升高，A球上面的待测液体的蒸汽压逐渐增加，使C管中逐渐有气泡逸出。本实验所测的液体为纯净的水，所以待测水浴中的水沸腾后仍需继续煮沸5-10分钟，把A球中