院（系）生化系 年级2011级 专业化学工程与工艺 姓名吕志超 学号1140902030
课程名称专业基础实验 实验日期2013年10月10日 指导老师胡皓冰
实验目的
1．理解液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，了解克劳修斯-克拉贝龙方程式2．了解真空泵、气压计、真空表的构造，掌握其使用方法3．学会用动态法测定液体的饱和蒸气压并求平均摩尔气化热 实验原理
饱和蒸气压是指在一定温度下纯液体处于平衡状态时的蒸气压力。液体分子从表面逃逸而成蒸气，蒸气分子又会因碰撞而凝结成液相，当两者达到平衡时，气相中该分子具有的压力就称为饱和蒸气压。当液体处于沸腾状态时，其上方的压力即为其饱和蒸气压。 温度不同，分子从液体逃逸的速度不同，因此饱和蒸气压不同。饱和蒸气压与温度的关系
可用克-克方程来表示：
式中的 p* 即为饱和蒸气压，Δvap Hm 为液体的摩尔气化热。对该式进行积分，可得：
此式表示在一定温度范围内，液体饱和蒸气压的对数值与温度的倒数成正比。如果测定出液体在各温度下的饱和蒸气压，在坐标系中以 ln p* 对 1/T 作图，可得一条直线，根据直线斜率可求出液体的摩尔汽化热。将该直线外推到压力为常压时的温度，即为液体的正常沸点。
测定液体饱和蒸气压的方法有三种，分别为动态法、静态法和饱和气流法。动态法是指在连续改变体系压力的同时测定随之改变的沸点；静态法是指在密闭体系中改变温度而直接测定液体上方气相的压力；饱和气流法是在一定的液体温度下，采用惰性气体流过液体，使气体被液体所饱和，测定流出的气体所带的液体物质的量而求出其饱和蒸气压。本实验
采用动态法进行测量。
用于动态法测定的仪器称为饱和蒸气压测定仪，它是由真空系统、平衡管、蒸馏装置、真空表等部分组成。在蒸馏装置中加入要测定饱和蒸气压的液体后，将系统抽真空，对液体加热。当液体沸腾时，同时读出体系的真空度和液体的温度（液体的饱和蒸气压为大气压读数值加真空度表的表压读数值，液体的温度即为沸点）。通过放气阀放入空气使体系真空度减小，此时液体将不再沸腾，继续加热至沸腾，又可读出一组沸点-饱和蒸气压数据。如此不断提高系统压力可得到一系列温度-压力数据。
根据克-克方程，绘制 lnp/kPa对1/T关系图，可求出摩尔汽化热。
本实验用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸汽压。
仪器与试剂
仪器：DPCY-2C型饱和蒸汽压教学实验仪器一套，HK-1D型恒温水槽一套，WYB-1型真空稳压包一个，稳压瓶一个，安全瓶一个。
试剂：无水乙醇
实验步骤
1. 读取室温及大气压。
2. 2打开实验仪器电源，预热5分钟，选择开关到Kpa档位，按下清零键，显示数值为0.00
3. 打开HK-1D 型恒温水槽电源，设定温度为25度，接通冷凝水，同时调节搅拌器匀速搅拌，目的是使等压计内外温度平衡，用WYB-2型空气稳压包控制抽气速度，抽气减压包溢出的速度以一个一个的溢出为最佳，直至气体微沸，如此沸腾3——5分钟，可认为空气被排除干净，压力显示约为-94Kpa 抽气结束后，先关闭空气稳压包上与稳压瓶项相连的阀门，再关闭另一测发阀门，打开与空气相连的安全瓶活塞，通大气，最后关闭电源
4. 当空气被排除干净后，且体系温度恒定，旋转稳压瓶上的直通活塞H，缓缓放入空气，直至B，C管中液面齐平，关闭活塞H，记录温度与压力，然后将恒温槽温度升高5度，当液体再次沸腾，温度恒定后，再次放入空气使BC齐平，记录温度和压力，依次测定，共测5个数值，升高温度间隔为5度。
5. 实验结束后再读一次大气压与室温，关闭电源，打开真空稳压包上中间的阀门，将体系
放入空气，待等位计内乙醇冷却后，关掉冷凝水。整理好实验仪器，但不要拆除装置。
注意事项
1 抽真空前后，与真空泵连接的安全瓶，都要通大气。
2 严格控制抽真空速度，不可过快。观察U型管气泡不要成串。
3 实验结束后，一定要用真空稳压包上中间的阀门缓缓通大气，防止封闭液过多流入球内。
实验数据记录及处理 | | |
室温：T=27.5℃ 大气压:P=100.51KPa |
t/℃ | 数字压力计读数/Kpa | | | | |
第一次 | 第二次 | 平均值 | 乙醇蒸汽压P（P=P大气+P压力计）/KPa |
30.3℃ | -87.81 | -87.92 | -87.87 | 12.64 |
35.4℃ | -84.93 | -84.89 | -84.91 | 15.6 |
39.9℃ | -81.39 | -81.48 | -81.44 | 19.07 |
45.2℃ | -76.18 | -76.19 | -76.18 | 恒温阀门24.33 |
50.4℃ | -69.34 | -69.77 | -69.56 | 30.95 |
| | | | | | | |
t/℃ | T[273+t/℃]/K | （1/T)×10³/K-¹ | P乙醇/KPa | ㏒（P乙醇/KPa） |
|
30.3℃ | 303.3K | 3.297 | 12.64 | 1.101747074 |
35.4℃ | 308.4K | 3.243 | 15.6 | 1.193124598 |
39.9℃ | 312.9K | 3.196 | 19.07 | 1.280350693 |
45.2℃ | 318.2K | 3.143 | 24.33 | 1.386142109 |
50.4℃ | 323.4K | 3.092 | 30.95 | 1.490660653 |
| | | | | | | |
以㏒P对1/T作图：
乙醇的摩尔汽化热的求算：
由图可知直线斜率：m=-1.9035 又∵m=-ΔvapHm/（2.303R）
∴ΔvapHm=-m×（2.303R）=1.9035×2.303×8.314=36.45KJ/mol
问题与讨论
1.克劳修斯—克拉贝龙方程式在什么条件下适用？
答：在界定的温度范围内H变化不大，可视为常数；另外对于处于非平衡的状态不能应用该方程。
2.如果平衡管a、c内空气未被驱除干净，对实验结果有何影响？
答：影响读数，导致乙醇的饱和蒸汽压的测量值大于实际值。
3.本实验的方法能否用于测定溶液的蒸汽压？为什么？
答：不能，溶液为混合物。蒸汽的分子所所产生的压力不是在该温度下的饱和蒸汽压。
4.测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？
答：平衡气压、防止发生倒吸等作用。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议