1、物理化学实验报告1物 理 化 学 实 验 报 告化 041 柳敏 3040821025同组人 宣雨液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1. 了解用等压管法测定乙醇的饱和蒸气压的原理。2. 学会温度计与气压计的使用及其读数的校正方法，熟悉恒温槽的构造和真空泵的使用。二、实验原理在一定温度下，液体与其自身的蒸气达到气液平衡时蒸气的压力，称为该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。液体的饱和蒸气压是温度的函数，温度升高时，其蒸气压增大。当液体的蒸气压等于外压时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。对于液气平衡体系，若气体是理想气体，蒸气压 P 与热力学温度 T 的关系，可用克劳修斯一克拉贝龙方程表示：(101
2、)20)/ln(RTHdPmvap式中： 摩尔气化焓(Jmol -1)mvapHR 摩尔气体常数(8.314Jmol -1K-1)P 温度 T 时液体的蒸气压(Pa)P0 标准压力(1.013210 5Pa)若温度在较小的范围内变化，则 可以近似地看作常数，积分(101)式mvapH可得：(102)BRTPvap)/ln(0(103)K/l0mvapH式中：B积分常数。若将 lnP/P 对 1/T 作图应得一直线，其斜率为 K，通过斜率就可求得摩尔物理化学实验2气化焓，同时从图上可求出标准压力时液体的正常沸点。三、仪器与试剂等压管 1 支、冷凝管 1 支、稳压瓶 1 个、负压瓶 1 个、恒温水
3、浴 1 套、真空泵 1 台、压力计 1 台。无水乙醇(分析纯)。四、实验步骤1. 实验装置的安装按图 101 安装好整套装置，并把无水乙醇装入等压管中，使液面在等压管的 2/3 处。2. 减压与检漏将 H 活塞与活塞 G 相通，打开活塞 I、 F 和 G，用真空泵抽气到压力计度数为500mmHg 左右时，关闭活塞 F 和 G。等待片刻后，依次打开活塞 G、 F，观察压力计度数是否减小，判断系统相关部分是否漏气。3. 升温开动恒温水浴槽搅拌器，调节加热器设定初始温度为 40，当恒温槽水浴温度达到 40时，开始自动保温。4. 排气当水浴温度超过 35，等压管内液体开始沸腾，大量气泡通过液栅 B 管
4、排出。沸腾 35min(每秒钟约排出 34 个气泡，若达不到此速度，可用真空泵抽气，适当增加负压。)就可以除去 AC 间的空气及溶解在液体中的空气。5. 蒸气压的测定排完气后，将活塞 H 与大气相通，使体系通过毛细管缓慢吸入空气逐渐升高压力，直到稳压瓶中的压力等于蒸气压时为止，即 BC 液面相平，迅速记录此时水浴的准确温度 T 以及压力计的读数 h。继续加热水温，加热过程中适当调节活塞 H，使液体不激烈沸腾，当温度升高 35时再重复上述步骤。直至升温到 75附近，共测 67 个点即可。由压力计可知P=P h (104)式中： P饱和蒸气压；P 室内大气压(由气压计读出，并经校正的值，参阅附注
5、1)；A B CF GIH8 6752341图 10-1 纯液体饱和蒸气压测定装置1.等压管；2.冷疑管；3.搅拌器；4.加热器；5.温度计；6.稳压瓶；7.水银压力；计 8.储气瓶(负压瓶)物理化学实验3 h 由压力计算读出的 h，并经校正的值，参阅参考资料 2。6. 结束实验结束后，将系统与大气相通，关闭加热器，整理实验台。五、注意事项1. 等压管中 AC 液面间的空气必须排净。2. 在操作过程中要防止气体倒吸，即 B 处气体通过液栅吸入 AC 的空间。一旦倒吸，重新排气。3. 在升温时，需随时调节活塞 H，避免液体激烈沸腾。六、数据处理T/K 313.15 318.15 323.15 3
6、26.15 329.15 333.15 337.15P 始 /mmHg 514P 计 /mmHg 491 469 445 420 394 361 315Po/mmHg 739 P/ mmHg 23 45 69 94 120 153 199lnP/Po -1.06578 -0.98395-0.90171-0.82268 -0.74662 -0.65773 -0.545691/T 0.0031930.0031430.0030950.003066 0.003038 0.00300 20.002971作 lnP/P 1/T 图，从直线斜率求平均摩尔气化焓，将直线延长到P=101.32kPa 处，求无水
7、乙醇的正常沸点。y = -9629.3x + 27.391-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325系 列 1线 性 (系 列 1)K=9629vapHm=KR=96298.0314=80.06KJ/molTb=351.55K(78.3)七、思考与讨论1 说明饱和蒸汽压，正常沸点，沸腾温度的含义。答：在一定温度下液体与其自身的蒸汽达到气液平衡时，蒸汽的压力称为液体的物理化学实验4饱和蒸汽压。正常沸点是指外压等于标准压力时液体沸腾，此时的温度即为该液体的正常沸点。当液体的蒸汽压等于外压时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。2 克劳修斯克拉贝龙方程在什么条件下才能应用？为什么本实验测德只是平均蒸发焓？答：条件：对于液气平衡体系，气体是理想气体。因为温度在较小的范围内变化时,vapHm 可近似的看作常数,对 dln（P/Po）/dT=vapHm/RT 2积分求得的 vapHm 即为平均蒸发焓。3 稳压瓶，负压瓶的作用是什么？什么时候需要活塞 H 与 G？答：稳压瓶 调节体系压力，防止倒吸。负压瓶 储存气体，用真空泵抽气 用来检查系统是否漏
