液体饱和蒸汽压的测定 实验报告

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工姓名序号________同组姓名___________指导老师胡爱珠、杨建平实验日期2010年3月19日实验名称实验一液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1.掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。2.学会用图解法求乙醇在实验室温度范围内的平均摩尔蒸发含与正常沸点。二、实验原理纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝龙方程表示：dp/dT=△vapHm/T△Vm(1)设蒸气为理想气体，在实验温度范围内摩尔蒸发焓△vapHm可视为常数，并略去液体的体积，将（1）式积分得克劳修斯—克拉贝龙方程：㏑(P/Pa)=(-△vapHm/R)×(1/T)+C(2)由（2）式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸汽压p,以㏑(P/kPa)对1/（T/K）作图，得一直线，求得直线的斜率m和截距C，则乙醇的平均摩尔蒸发焓为：△vapHm=-m×(R/[R])×[△H](3)习惯上把液体的蒸气压等于101.325kPa时的沸腾温度定义为液体的正常沸点，由（2）式还可以求乙醇的正常沸点。本实验采用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸气压。DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板如图所示三、实验仪器、试剂仪器：DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪1套，HK-1D型恒温水槽1套，WYB-1型真空稳压包1个，稳压瓶1个，安全瓶1个。试剂：无水乙醇（A.R）四、实验步骤1．读取室温和大气压2．装样在等温计内装入适量待测液体乙醇。球管中约2/3体积，U型管两边各1/2体积，然后连接好装置。3.教学实验仪置零打开试验仪电源，预热5分钟，选择开关打到kPa，按下面板上的置零键，显示00.00数值。5.排除球管上方空间的空气打开恒温水槽电源，设定温度为25℃，接通冷凝水，同时调节搅拌器匀速搅拌，使等温计内外温度平衡，用真空稳压包控制抽气速度，抽气减压气泡逸出的速度以一个一个的逸出为宜，至液体轻微沸腾，沸腾3-5分钟，可认为空气被排尽（压力显示-94kPa）。抽气结束后，先关闭真空稳压包上与稳压瓶相连的阀门，再关闭另一侧阀门，打开于真空泵相连的安全瓶活塞，使其通大气，最后关电源。6.测定饱和蒸汽压当空气排除干净且体系温度恒定后，旋转稳压瓶上的直通活塞，缓缓放入空气，直至U型管中液面相平，关闭活塞，记录温度与压力。依次测定30℃、35℃、40℃、45℃的压力。7.结束实验实验结束后，关闭电源，打开真空稳压包上中间的阀门，将体系放入空气，待等温计内乙醇冷却后，关掉冷凝器中的水。整理好仪器装置。五、数据记录与处理室温：23.3℃大气压（实验前）：100.67kPa,大气压（实验后）：100.68kPa大气压（平均值）：100.675kPa1.不同温度时乙醇的蒸气压见表1.t/℃25303540451/（T/K）×1033.35403.29873.24523.19343.1432△P/kPa-92.37-90.93-87.73-83.73-78.64P/kPa8.3059.74512.94516.94522.035㏑(P/kPa)2.11692.27682.56072.83003.0926△vapHm/kJ·mol-137.212.以㏑(P/kPa)—1/（T/K）×103作图，如下所示：㏑(P/kPa)—1/（T/K）×103图由图可知，直线的斜率为-4.4758，截距为17.98453。故-△vapHm/R=-4.4758，又∵R=8.3145，∴△vapHm=37.21kJ·mol-1当液体的蒸气压为101.325kPa时，代入㏑(P/Pa)=(-△vapHm/R)×(1/T)+C，即㏑101.325=-37.21/8.3145×(1/T)+17.98453∴T=334.82K=61.67℃2.误差分析△vapHm的相对误差=（42.59-37.21）/42.59=0.126T的相对误差=（78.4-61.67）/78.4=0.213六、结果与讨论1.空气未排除干净，使得乙醇蒸气不纯，使得测出的蒸发焓存在着误差。2.U型管中的液体倒灌入球管中，倒灌时代入空气，是的实验结果偏小。3.抽气和放气的速度不能太快，以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。