74 实验七十四 纯液体饱和蒸气压的测量
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纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1.用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气压。
2.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系,即克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义,并学会用由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
3.掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法,了解真空泵、恒温槽气压计的使用。
二、实验原理本实验采用的静态法,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压。
平衡管A球和U型管B、C组成。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。
A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
此时体系气液两相平衡,该温度称为液体在此外压下的沸点。
用当时的大气压减去数字压力计的读数(压差△P),即为该温度下液体的饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:dlnp∕dT=△H∕RT2式中R为摩尔气体常数;T为热力学温度,△H为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
假定△H与温度无关,可近似为常数。
积分上式得:dlnp=-△H∕RT+C式中C为积分常数,,由此式可以看出,lnp对 1∕T作图应为一直线,直线的斜率为-△H∕R,由斜率可求算液体的△H。
三、仪器和试剂纯液体饱和蒸气压测定装置一套;真空泵一台;数字压力计一台;数字温度计;乙醇四、实验步骤装置仪器将待测液体装入平衡管,A球约2/3体积,B和C球各1/2体积,如下图。
排除A、B弯管空间内的空气将恒温槽温度调至45错误!未找到引用源。
,接通冷凝水,抽气减压至液体轻微沸腾观察温度槽上的实际温度与设定温度接近且稳定时,此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管溢出,可认为空气被排除。
饱和蒸气压的测定:当空气被排除干净,且体系温度恒定后,旋转上图中的阀1缓缓放入空气,直至B、C管中液面齐平,关闭阀1,记录温度与压力。
然后将恒温槽温度升高5错误!未找到引用源。
,当待测液体再次沸腾,体系温度稳定后,放入空气使B、C管液面再次齐平,记录温度和压力。
实验四纯液体饱和蒸气压的测定一、目的要求1.明确液体饱和蒸气压的概念,了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系——克劳修斯-克拉佩龙方程式。
2.掌握用平衡管法测定不同温度下乙醇饱和蒸气压的方法,并利用图解法求其平均摩尔蒸发焓和正常沸点。
二、基本原理在一定温度下,气液平衡时的蒸气压叫做饱和蒸气压,简称蒸气压。
纯液体的饱和蒸气压只是温度的函数,温度升高,其饱和蒸气压会增大。
当饱和蒸气压等于外压时,该液体开始沸腾。
本实验测定一系列不同温度下乙醇的饱和蒸气压。
在某一温度下,1摩尔液体转化为蒸汽的焓变为该液体在该温度下的摩尔蒸发焓Δv H m ,Δv H m 随温度而变化。
蒸气压随温度的变化率服从克拉佩龙方程:v m m,g m,L d d ()H p T T V V ∆=- (3-1) 式中:Δv H m 为摩尔蒸发焓,V m,g 为气体的摩尔体积,V m,L 为液体的摩尔体积。
和气体的体积相比较,液体的体积可以忽略,若再把气体看作理想气体,则(3-1)式可变换为:()v m2d ln Pa d p H T RT ∆= (3-2)上式称为克劳修斯-克拉佩龙方程式。
若在不大的温度间隔内,摩尔蒸发焓可以近似地看作常数,则上式积分可得:v m 212111ln()H p p R T T ∆=-- (3-3) 或()v mln Pa H p B RT∆=-+ (3-4) ()ln Pa Ap B T=-+ (3-5)式中R 为摩尔气体常数,B 为积分常数,A =Δv H m /R ,由(3-5)式可知,()ln Pa p 与1/T 是直线关系,直线的斜率为-A 。
若能得到直线的斜率,则由A =Δv H m /R 可求出平均摩尔蒸发焓Δv H m 。
本实验采用静态法测定乙醇的饱和蒸气压,即在不同温度下直接测量乙醇的蒸气压或在不同外压下测定乙醇的沸点。
具体的实验方法为平衡管法,装置如图1所示。
平衡管A 球内装待测液体,当A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,且B 管与C 管的液面处于同一水平面时,则表示C 管液面上的蒸气压(即A 球液面上的蒸气压)与加在B 管液面上的外压相等。
纯液体饱和蒸汽压的测量一、目的要求1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
2.用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。
二、实验原理通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。
蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。
当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为1atm (101.325kPa )时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:2mvap d ln d RTH T p ∆= (1) 式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定Δvap H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得: C TR H p +⋅∆-=1ln m vap (2) 其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为 RH mvap ∆-,由斜率可求算液体的Δvap H m 。
静态法测定液体饱和蒸气压,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。
本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图1所示:平衡管由A球和U型管B、C组成。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。
A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1、明确纯液体饱和蒸汽压的定义及其与温度的关系。
2、掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理和方法。
3、学会使用数字压力计和恒温水浴等实验仪器。
4、通过实验数据处理,绘制纯液体饱和蒸汽压与温度的关系曲线,并计算出被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热。
二、实验原理在一定温度下,纯液体与其蒸汽达到平衡时的压力称为该温度下液体的饱和蒸汽压。
饱和蒸汽压与温度之间存在一定的关系,克劳修斯克拉佩龙方程给出了它们之间的定量关系:\\ln\frac{P}{P_0} =\frac{\Delta H_{vap}}{R}\left(\frac{1}{T} \frac{1}{T_0}\right)\其中,\(P\)为温度\(T\)时液体的饱和蒸汽压,\(P_0\)为温度\(T_0\)时液体的饱和蒸汽压,\(\Delta H_{vap}\)为液体的摩尔汽化热,\(R\)为摩尔气体常数。
本实验采用静态法测定纯液体的饱和蒸汽压。
即在一定温度下,将被测液体置于一密闭容器中,待液体与其蒸汽达到平衡后,测定此时的蒸汽压力。
通过改变温度,测量不同温度下的饱和蒸汽压,从而绘制出饱和蒸汽压与温度的关系曲线。
三、实验仪器与试剂1、仪器饱和蒸汽压测定装置一套,包括恒温水浴、数字压力计、平衡管等。
真空泵及连接装置。
放大镜。
2、试剂去离子水。
四、实验步骤1、装置安装将平衡管、数字压力计、恒温水浴等按要求连接好。
检查装置的气密性,确保系统无漏气现象。
2、装样取下平衡管,加入适量去离子水,使液面在平衡管的 U 形管内高度适中。
重新安装好平衡管。
3、排除系统中的空气打开真空泵,抽气至数字压力计显示的压力较低时,关闭真空泵和抽气阀。
4、测定不同温度下的饱和蒸汽压设定恒温水浴的温度,待温度稳定后,读取数字压力计的示数,即为该温度下的饱和蒸汽压。
依次升高恒温水浴的温度,重复上述测量步骤,记录不同温度下的饱和蒸汽压数据。
《物理化学基础实验》纯液体饱和蒸汽压的测定实验一、实验目的明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程式;用精密数字压力计测定不同温度下乙醇的饱和气压。
初步掌握真空实验技术;学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。
二、实验原理在一定温度下,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结成液相,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改变,因而具有一定的饱和蒸气压。
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—克拉贝龙(Clausius—Clapeyron)方程来表示:dLnp*/dT=△vap H m/RT2 (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;△vap H m为液体摩尔气化热;R 为气体常数。
如果温度变化的范围不大,△vap H m视为常数,可当作平均摩尔气化热。
将(1)式积分得:Lnp*=-△vap H m/RT + c (2)式中c为积分常数,此数与压力p*有关。
由(2)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以Lnp*对1/T作图,可得一条直线。
由该直线的斜率可求得实验范围内液体的平均摩尔气化热。
当外压为101.325 Kpa时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。
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。
本实验采用静态法,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。
三、仪器和试剂仪器:数字压力计、缓冲储气罐、真空泵、U 型等压计、电热套、冷凝器、搅拌器。
实验七纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1.用平衡管测定不同温度下水的饱和蒸气压;2.深入了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系——克劳修斯- 克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义;3掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法,了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。
二、实验原理1.饱和蒸气压在一定温度下,纯液体与其气相达平衡时蒸气的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。
当蒸气压与外界压力相等时液体便沸腾。
因此在各沸腾温度下的外界压力就是相应温度下液体的饱和蒸气压。
外压为P (101.325kPa)时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度有关。
若将气体视为理想气体并略去液体的体积,且忽略温度对摩尔蒸发热Δwp H m 的影响,则液体的饱和蒸气压与温度的关系可用Clausius -Clapeyron 方程表示:RT HdT p m v d 2*ln ∆= 或 C RT Hp m v +=∆-*ln (7-1)假定Δwp H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δwp H m 可以看作为常数。
积分上式,得lnP=-Δwp H m /R ×(1/T)+C (7-2)其中C 为积分常数,由此式可以看出,以lnP*对1/T 作图可得一直线,由直线的斜率为-Δwp H m/R,可求得该液体的Δwp H m 。
2.测定饱和蒸气压的方法本实验测定饱和蒸气压的方法为静态法: 。
图Ⅱ-7-1 液体饱和蒸气压测定装置图(静态法)(3)静态法:把待测物质放在一个密闭体系中,在不同温度下直接测量蒸气压或在不同外压下测定不同气体的沸点。
本实验采用静态法即平衡管法,所用仪器如图Ⅱ-7-1 所示。
平衡管由 A球和U型管B、C组成。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与缓冲储气罐(缓冲储气罐与数字压力计)相连。
A 内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的蒸气压(A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1、明确液体饱和蒸汽压的定义及其与温度的关系。
2、掌握静态法测定液体饱和蒸汽压的原理和方法。
3、学会使用气压计、真空泵等实验仪器。
4、通过实验数据绘制曲线,计算实验误差,并分析误差产生的原因。
二、实验原理在一定温度下,与液体处于平衡状态时的蒸汽所产生的压力称为该温度下液体的饱和蒸汽压。
当液体的饱和蒸汽压与外界压力相等时,液体就会沸腾。
静态法是在一定温度下,直接测量饱和蒸汽压与外界压力相等时的压力值。
本实验中,通过真空泵将系统中的空气抽出,使液体上方空间形成真空,然后通过调节缓冲瓶和压力计,测量不同温度下液体的饱和蒸汽压。
根据克劳修斯克拉佩龙方程:lnP =ΔHvap/R(1/T) + C,其中 P 为饱和蒸汽压,ΔHvap 为摩尔汽化热,R 为气体常数,T 为热力学温度,C 为常数。
通过测量不同温度下的饱和蒸汽压,并以 lnP 对 1/T 作图,可得一直线,其斜率为ΔHvap/R,从而可求出液体的摩尔汽化热。
三、实验仪器与试剂仪器:饱和蒸汽压测定装置一套(包括恒温槽、真空泵、缓冲瓶、压力计等)、温度计。
试剂:乙醇(分析纯)四、实验步骤1、装置安装将恒温槽的温度调节至所需的初始温度,连接好饱和蒸汽压测定装置,确保各接口密封良好,防止漏气。
2、抽真空打开真空泵,关闭缓冲瓶与压力计之间的阀门,对系统进行抽真空。
当压力计读数接近-01MPa 时,关闭真空泵,并观察压力计读数是否稳定。
若压力计读数在一段时间内保持不变,则说明系统气密性良好。
3、测量饱和蒸汽压打开缓冲瓶与压力计之间的阀门,使乙醇液体上方空间与压力计相通。
缓慢升高恒温槽的温度,每隔一定温度间隔(如 5℃),记录一次压力计的读数。
当压力计读数稳定不变时,即为该温度下乙醇的饱和蒸汽压。
4、重复测量在不同温度下重复上述测量步骤,直至完成所需温度范围内的测量。
5、实验结束实验结束后,先关闭恒温槽电源,再关闭缓冲瓶与压力计之间的阀门,最后打开真空泵对系统进行抽气,使压力计读数恢复至零。
纯液体饱和蒸气压的测量一、实验目的1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
2.用精密数字压力计测定不同温度下乙醇的饱和气压。
初步掌握真空实验技术。
3.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。
二、基本原理液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:2ln RT H dT p d m vap ∆= (1)式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定Δvap H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得: C TR H p m vap +⋅∆−=1ln (2) 其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以ln p 对作图,应为一直线,直线的斜率为,由斜率可求算液体的Δvap H m 。
测定液体饱和蒸气压的方法很多。
本实验采用静态法,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图1-1所示。
平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。
平衡管上接一冷凝管5,以橡皮管与压力计相连。
A 内装待测液体,当A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B 管与C 管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
用当时的大气压减去压力计两水银面的高度差,即为该温度下液体的饱和蒸气压。
图 1 纯液体饱和蒸气压测定三、仪器和试剂1. 仪器:蒸气压测定装置、真空泵、缓冲储气罐、恒温水浴、数字式气压计。
2. 试剂:无水乙醇四、实验步骤1.仪器安装气压计:当缓冲罐与大气相通时采零;显示数值为体系压力与大气压之差。
2.系统检漏数字气压计采零→开泵→关平衡阀1 →开进气阀、平衡阀2 →抽至-10kPa →关进气阀、平衡阀2 →观察气压计示数3.测定(1)大气压下的沸点设置温度为80℃,沸腾5min后,停止加热让其自然冷却,记录齐平时的温度。
第一部分:思考题实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理。
2. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用?3. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,平衡管的U形管中的液体起什么作用?冷凝管又起什么作用?4. 在纯液体饱和蒸汽压测定中,如何检查体系是否漏气?能否在热水浴中检查体系是否漏气?5. 说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。
6. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力?7. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,何时读取数字式压力表的读数?所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压?8. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测定沸点的过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果?9. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测量过程中,如何判断平衡管内的空气已赶尽?10. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中应注意些什么?11. 若用纯液体饱和蒸气压测量装置测量易燃液体的饱和蒸汽压,加热时应注意什么?12. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,为什么ac弯管中的空气要排除净,怎样操作,怎样防止空气倒灌?13. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响?14. 克-克方程式在什么条件下适用?15. 用纯液体饱和蒸气压测量装置,可以很方便地研究各种液体,如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙醇等,这些液体中很多是易燃的,在加热时应该注意什么问题?16. 能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压,为什么?17. 液体饱和蒸汽压的测定实验中为什么要测定不同温度下样品的饱和蒸汽压?18. 你所用的每个测量仪器的精确度是多少? 估计最后所得到的汽化热应有几位有效数字?19. 若要测量当天大气压下纯液体的沸腾温度,该如何操作?20. 纯液体饱和蒸汽压的测定实验中产生误差的原因有哪些?第二部分:参考答案实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理。
答:在通常温度下,纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:2ln RT H dT pd mvap ∆= (1)假定Δvap H m 与温度无关或温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得:c T R H p mv a p +⋅∆-=1ln (2)在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以ln p 对T /1作图,应为一直线,直线的斜率为R H m vap /∆-,由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热Δvap H m 。
2. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用?答:控制减压速度,防止空气倒灌。
3. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,平衡管的U 形管中的液体起什么作用?冷凝管又起什么作用?答:平衡管的U 形管中的液体起密封液体隔绝空气,同时判断平衡,即测量纯液体蒸汽压的作用;冷凝管冷却环己烷蒸汽。
4. 在纯液体饱和蒸汽压测定中,如何检查体系是否漏气?能否在热水浴中检查体系是否漏气?答:关闭储气气罐的平衡阀l ,打开进气阀和平衡阀2,开动真空泵,当测压仪的示数为-50-60kPa 时,关闭进气阀,观察测压仪读数,若读数不变,则系统不漏气;若真空度下降,则系统漏气,要查清漏气原因并排除之。
不能在热水浴中检查体系是否漏气,因为随着温度升高,体系内的压力增大,也会导致真空度下降。
5. 说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。
答:在一定温度下,与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态指的是动态平衡。
在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,液体分子从表面逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者的速率相同时,就达到了动态平衡,此时气相中的蒸气密度不再改变,因而具有一定的饱和蒸气压。
蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热 。
蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,当外压为pø(101.325kPa)时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。
6. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力?答:系统的压力=室温下的大气压+数字是压力表的读数(为负数)7. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,何时读取数字式压力表的读数?所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压?答:当B、C两管中的液面平齐时,就读取数字是压力表的读数;不是,液体的饱和蒸汽压=室温下的大气压+数字是压力表的读数(为负数)8. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测定沸点的过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果?答:测定沸点的过程中,若出现空气倒灌,B,C两管液面平齐时,液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压,使得所测沸点偏低。
9. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测量过程中,如何判断平衡管内的空气已赶尽?答:在系统不进空气的情况下,重复测定室温下纯液体的饱和蒸汽压三次,若连续三组实验在室温大气压下所得的沸点在误差范围内,则表明空气已排尽。
10. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中应注意些什么?答:(1)减压系统不能漏气,否则抽气时达不到本实验要求的真空度。
(2)必须充分排除净AB弯管空间中全部空气,使AB管液面上空只含液体的蒸气分子。
(3)AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下,否则其温度与水浴温度不同。
(4)测定中,当B、C两管中的液面平齐时,读数要迅速,读毕应立即打开活塞9抽气减压或加热,防止空气倒灌。
若发生倒灌现象,必须重新排除净AB弯管内之空气。
(5)注意在停止抽气时,应先把真空泵与大气相通,打开平衡阀l通大气后方可关闭真空泵,否则可能使真空泵中的油倒灌入系统。
11. 若用纯液体饱和蒸气压测量装置测量易燃液体的饱和蒸汽压,加热时应注意什么?答:不能用明火直接加热12. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,为什么ac弯管中的空气要排除净,怎样操作,怎样防止空气倒灌?答:本实验采用静态法(降温法)测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压。
平衡管由A球和U型管B、C组成,如图74-1所示。
平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与缓冲储气罐(缓冲储气罐与数字压力计)相连。
A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的蒸气压(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
用当时的大气压减去数字式气压计的气压值,即为该温度下液体的饱和蒸气压。
可见本实验测量沸点的依据是当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的蒸气压(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
测定沸点的过程中,若ac弯管中的空气没有排除净,当B,C两管液面平齐时,液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压,使得所测沸点偏低。
操作:转动平衡阀l使系统与大气相通。
开动搅拌器,并将水浴加热。
随着温度逐渐上升,平衡管中有气泡逸出。
继续加热至正常沸点之上大约3℃左右。
保持此温度数分钟,以便将平衡管中的空气赶净。
系统空气被赶净后,停止加热。
让温度缓慢下降,C管中的气泡将逐渐减少直至消失。
C管液面开始上升而B管液面下降,严密注视两管液面,一旦两液面处于同一水平时,记下此时的温度。
在系统不进空气的情况下,重复三次,若三组实验在室温大气压下所得的沸点在误差范围内,则表明空气已排尽。
当B、C两管中的液面平齐时,读数要迅速,读毕应立即缓缓打开进气阀2抽气减压或加热,可防止空气倒灌。
13. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响?答:如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,测定沸点的过程中,B,C两管液面平齐时,液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压,使得所测沸点偏低。
内压-大气压=所测压力=饱和蒸汽压+空气压力,而一定温度下饱和蒸汽压一定。
则所测内压增大。
你计算出来的饱和蒸汽压就比真实的大。
14. 克-克方程式在什么条件下适用?答:克-克方程式适用于纯物质两相平衡,其中一相是气相,且可看成理想气体。
15. 用纯液体饱和蒸气压测量装置,可以很方便地研究各种液体,如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙醇等,这些液体中很多是易燃的,在加热时应该注意什么问题?答:不能用明火加热16. 能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压,为什么?答: 不可以,因为在纯液体的饱和蒸气压仅随温度的改变而改变,温度一定其饱和蒸气压为定值,在一定外压下沸点为定值。
如果是溶液,其饱和蒸气压随温度和组成的改变而改变,在一定外压下,其沸点会随溶液组成的改变而改变,其没有确定的沸点,而是一段沸程。
17. 液体饱和蒸汽压的测定实验中为什么要测定不同温度下样品的饱和蒸汽压?答:纯液体的蒸汽压是随温度变化而改变的,温度升高,蒸汽压增大;温度降低时,则蒸汽压减小。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:2ln RT H dT pd mvap ∆= (1)假定Δvap H m 与温度无关或温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得:c T R H p mv a p +⋅∆-=1ln (2)在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以ln p 对T /1作图,应为一直线,直线的斜率为R H m vap /∆-,由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热Δvap H m 。
18. 你所用的每个测量仪器的精确度是多少? 估计最后所得到的汽化热应有几位有效数字?答:精密温度计0.01℃,U 型压差计0.01mm 。
最后所得到的汽化热应有4位有效数字。
19. 若要测量当天大气压下纯液体的沸腾温度,该如何操作?答:转动平衡阀l 使系统与大气相通。
开动搅拌器,并将水浴加热。
随着温度逐渐上升,平衡管中有气泡逸出。
继续加热至正常沸点之上大约3℃左右。
保持此温度数分钟,以便将平衡管中的空气赶净。
系统空气被赶净后,停止加热。
让温度缓慢下降,C 管中的气泡将逐渐减少直至消失。
C 管液面开始上升而B 管液面下降,严密注视两管液面,一旦两液面处于同一水平时,记下此时的温度。
在系统不进空气的情况下,重复三次,若三组实验在室温大气压下所得的沸点在误差范围内,此温度即为当天大气压下纯液体的沸腾温度。
20. 纯液体饱和蒸汽压的测定实验中产生误差的原因有哪些?答:测定过程中空气倒灌,判断B、C两液面处于同一水平时的人为误差,压力计读数不迅速而产生误差等。