会员登录 / LOGIN
用户名:
密  码:
   立即注册  忘记密码?

实验讲义

您的位置:首页 >> 技术支持 >> 实验讲义
纯液体饱和蒸气压的测定
发布时间:2012-01-13 点击 5410 次 字体大小:【大】【中】【小】
纯液体饱和蒸气压的测定
一、目的要求
1.用等压计测定在不同温度下纯液体(如环已烷)的饱和蒸气压。
2.学会由图解法求纯液体(如环已烷)的平均摩尔气化热和正常沸点。
二、基本原理
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。这里的平衡状态是指动态平衡。在某一温度下被测液体处于密封容器中液 体分子从表面蒸发成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝聚成液体,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。
而纯液体在外压力为标准大气压时的沸腾温度(即沸点),就称为正常沸点。 纯液体的饱和蒸气压与温度的关系为
dln p/dT =  △vapHm /() 当温度变化范围不大时,
△vapHm可视为常数,则有lnp= - △vapHm /(RT) + C 以lnp对 1/ T作图时,可得一直线,其斜率 m = - △vapHm /R
故  △vapHm = -R•m
三、仪器与试剂
DP-AF数字压力计     1 台;    不锈钢缓冲储气罐  1  个;
SYP玻璃恒温水浴 1台;      真空泵 1 台;
饱和蒸气压玻璃仪器(U型等位计、冷凝管) 1套
橡胶管;电吹风 1  个; 环已烷(A.R) 。
四、实验步骤
1.按图 1 用橡胶管将各仪器连接成饱和蒸气压测定的实验装置。
图 1 饱和蒸气压系统装置示意图
2.系统气密性检查 (1)缓冲储气罐整体气密性检查 将图 2 中的接口(2)处橡胶管夹紧,再将进气阀及阀 2 打开,阀 1 关闭(三阀均为顺时针关闭,逆时针开启)。
图 2 缓冲储气罐示意图
启动真空泵至压力计数字为 100KPa~200KPa,关闭进气阀,停止真空泵的工作。 观察数字压力计的数值下降情况。若小于 0.01KPa/S,说明整体气密性良好。否 则需查找并清除漏气原因,直至合格(此步工作若实验时间不够,可由实验老师 先做好)。
(2)微调部分的气密性检查
关闭真空泵、进气阀及阀 2,用阀 1 调整微调部分的压力,使之低于压力罐中压力的 1/2,观察数字压力计,其变化值在标准范围内(小于 0.01KPa/4S),说明气密 性良好。若压力值上升超过标准,说明阀 2 泄漏;若压力值下降超过标准,说明阀 1 泄漏。

(3)与被测系统连接进行测试
松开接口(2)处橡胶管,使之与系统连接。关闭阀 1,开启阀 2,使微调部分 与罐内压力相等。之后,关闭阀 2 开启阀 1,泄压至低于罐压力。观察数字压力 计,显示值变化≤0.01 KPa/4S,即为合格。检漏完毕,开启阀 1 使微调部分泄压 至零。
3.装样品
拔下等压计磨口连接管,从等压计加料口装入纯液体(如环已烷)。使之充满 试液球体积的 2/3 和 U 型等压计的大部分。然后,装回到原磨口连接管处,并注 意密封性。
4.测定
(1)测定大气压下纯液体的沸点
关闭阀 2,开启阀 1,使测定系统与大气相通。然后,通过恒温水浴缓缓升 温加热,使等压计内的液体沸腾,3~4min 后,停止加热,观察并测出 U 型等压 计中双臂的液面刚等高时的温度,同时,读取室内大气压值(为防止空气倒罐,此时应立即加热使液体再次沸腾)。重复测定一次,若结果基本一致,进行下一步骤。
(2)测定不同外压下纯液体的沸点
关闭阀 1,停止加热。通过阀 2 每次对测定系统减压 5~10KPa,然后,依次 测定出 U  型等压计中双臂液面等高时的温度,同时记录下压力计数值及即时室 内大气压。整个过程,应注意勿使空气倒罐入等压计中。
实验结束时,开启阀 1,使系统恢复原状。
五、数据记录及处理

注:纯液体饱和蒸气压P=P0-△P
1.将实验数据列于上表中
2.lnp~1/T 图,图中求出纯液体(如环己烷)在实验室温度范围内的平均摩尔气化热及其正沸点.

 
lnp~1/T 图
由  上  图  得  斜  率 
m= -4000K-1△vapHm=-R•m=-8.314*4000=33250J/mol=33.25kJ/mol
大气压下环己烷沸点的测定Tf=(80.3+80.4+80.3)/3=80.33(℃) P=(100.95+100.95+100.93)/3=100.943(Pa)
正常沸点的计算:△t/℃=(273.15+tA/℃)/10*(101325-p/Pa)/101325
△t
/℃=(273.15+80.33/℃)/10*(101325-100943)/101325=0.13/℃
 正常沸点:Tf = T大气压+△t=80.33+0.13=80.46(℃)
六、思考题
1.   测定沸点的过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果?
答:空气倒灌,则意味着内、外气压平衡时,纯液体的蒸气压 P 要比无空气倒灌时的小,则根据克劳修斯—克拉贝龙公式得
可知,P 减小,T 将减小,故将使测量的沸点值偏低,即产生负偏差。
2.   测量过程中,如何判断平衡管内的空气已赶尽?
答:通过测定大气压下的沸点可判断,即当大气压下测得的沸点前、后两次一致时,可判断 空气已被赶尽。
3.   能否在加热情况下检查是否漏气?
答:不能。
4.   本实验主要系统误差是哪些?
答:感温元件的灵敏度(即温度读数)及压力差的读数。
七、附参考结果
环己烷平均摩尔气化热  32.0(kJ/mol)
正常沸点  80.2℃
版权所有:南京桑力电子设备厂 苏ICP备17045521号 网址:www.sangli.com.cn 邮箱:sangli@sangli.com.cn
Copyright 2011-2012 Nanjing Sangli Electronic Equipment Factory All Rights Reserved.