物化实验报告_纯液体饱及蒸气压的测定
一、实验目的1.明确纯液体饱和蒸汽压和蒸汽压的概念及其与温度的关系,加深对劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的理解。
2.掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理及方法,并学会用图解法求纯液体的平均并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
3.了解数字式低真空侧压仪=,熟悉常用的气压计的使用及校正的方法,初步掌握真空实验技术。
二、实验原理在一定温度下(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。
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: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。
在温度变化范围不大时,Δvap H m可以近似作为常数,积分上得:由此式可以看出,以ln p对作图,应为一直线,直线的斜率为m= ,由斜率可求算液体的Δvap H m=-Rm当液体的饱和蒸汽压登月外界压力时,液体沸腾,此时的温度即为该液体的沸点,当外压为1atm(1.01325kPa)时,液体的沸点成为正常沸点。
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Ⅲ-3-1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。
四、实验步骤1.将纯水倒入等压计中(这部分已由老师装置完毕)检查U形管两边处于同一水平,水面接近B球底部位置。
2.系统气密性检查关闭直通活塞,旋转三通活塞使系统与真空泵连通,开动真空泵,抽气减压至汞压力计两臂汞面压差为-53.3kPa(400mmHg)时,关闭三通活塞,使系统与真空泵、大气皆不通。
观察压力计示数,如果在3分钟内示数维持不变,则表明系统不漏气。
否则应逐段检查装置每个部分,消除漏气原因。
3.排除管内的空气先将恒温槽温度调至40o C接通冷凝水,抽气降压至液体轻微沸腾,此时弯管内的空气不断随蒸气管逸出(速度不宜过快,若过快可适当打开漏入空气,但不应使空气倒灌),如此沸腾3分钟,可认为空气被排除干净。
4.饱和蒸气压的测定当空气被排除干净,且体系温度恒定后,打开直通活塞缓缓放入空气(切不可太快,以免空气倒灌入弯管中,如果发生空气倒灌,则须重新排除空气),直至B管、C管中液面平齐,关闭直通活塞,立即记录此时的温度与压力差(如果放入空气过多,C管中液面低于B 管的液面,须再缓慢抽气,再调平齐)。
然后,将恒温槽温度升高5℃,因温度升高后,液体的饱和蒸气压增大,液体会不断沸腾。
为了避免B、C管中液体大量蒸发,应随时打开直通活塞缓缓放入少量空气,保持 C管中液面相对平静。
当体系温度恒定后,再次放入空气使B、C管液面平齐,记录温度和压差。
然后依次每升高5℃,测定一次压差,总共测7个值。
五、实验记录和数据处理1、记录:将测得数据计计算结果列表:室温:24.4o C 气压计读数:102.600kPa 校正后压强102.217kPa次数温度t/℃1/T 压强差△p/kPa压强p/kPa lnp1 40.1 0.003192338 -94.35 7.867 2.0626767952 45.08 0.003142381 -92.22 9.997 2.3022850483 50.15 0.003093102 -89.57 12.647 2.5374200334 55.06 0.00304683 -86.33 15.887 2.7655011655 60.09 0.00300084 -82.11 20.107 3.0010680136 65.18 0.002955694 -77.1 25.117 3.2235449087 70.09 0.002913413 -71.1 31.117 3.437754294 2、根据实验数据作出lgP—1/T图,根据斜率求出摩尔汽化热△vap H与正常沸点。
纯水的正常沸点为在一个大气压下,(101.3kPa)下的沸点。
由上面的回归方程可知,T正常=374.10K=100.95o C△vap H m=-Rm=41.04KJ3、计算T正常、△vap H m的相对误差,并对数据结果进行讨论。
T正常相对误差E t=(374.10-373.15)/373.15×100%=0.25%△vap H m相对误差E t=(41.04-40.63)/40.63×100%=1.01%六、讨论与思考1、根据测量数据,将校正压力p取对数值lnp作为纵坐标,以开氏温度倒数1/T作为横坐标,绘制散点图。
由出lnp-1/T关系图可以看出,直线相关性较高,线性较好,因而斜率m较为准确,可以用于进行平均摩尔汽化热△vap H m与正常沸点T正常的代入计算。
通过计算结果,并与参考文献数值比较,相对误差比较小,因此实验数据较为完好。
2、实验过程中,进行了两次。
第一次实验相对失败,由于在空气漏入时没有控制得当,导致U形管中过多的水倒灌入A球,以至于U形管液面过低难以读数,且空气进入馆内,气密性受到影响,实验不能进行下去。
3、在更换了仪器之后,重新开始进行实验。
后续进行较为顺利。
但在U形管调节过程中,难以控制恰好两边平衡,且平衡后因A球内水继续沸腾液面依然会出现差值。
故实验中在调节时适当预留液面差,待A球内沸腾后渐渐平衡液面差,则左右液面恰好接近持平。
通过多次实验总结经验,掌握了该方法后实验速度较快提高。
4、参见数据。
纯水的平均摩尔汽化热比文献值要略高,主要原因为该参数是温度的函数,随着温度变化而变化。
实验平均温度约55.1℃,比原定平均温度55℃,因此比文献值略高。
而正常沸点是在101.325kPa下,而本次实验的大气压校正后较标准大气压偏大,因此测得沸点较文献值高。
六、提问与思考1、什么是液体的饱和蒸汽压?什么叫正常沸点?液体的沸点与外压有何关系?在密闭条件中,在一定温度下,与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压;在外压为一个大气压的时候液体的沸点称为正常沸点;液体沸点随着外压增大而增大。
2、本实验方法能否用于测定其它溶液的蒸汽压?为什么?视具体情况而定,一般不可以。
因为溶液浓度随着溶剂的蒸发而增大,蒸汽压也因此变化,故难以测量准确。
3、等压计U形管液体有什么作用?冷凝器有什么作用?U形管中液体可以用于指示管内蒸汽压与外压平衡的指标,用于等效测量管内气压;用于冷凝蒸汽,防止蒸汽被抽入真空泵中。
4、怎样从数字式低真空测压仪示数得出纯液体饱和蒸汽压?通过U形管两边持平,等效地读出外压即等于液体饱和蒸汽压。
5、能否在加热情况下检查是否漏气?不能。
加热过程中温度不能恒定,气-液两相不能达到平衡,压力也不恒定6、实验中为什么要防止空气倒灌?若发生倒灌则管内不再是纯液体的蒸汽,测量的将不是纯液体蒸汽压。
7、实验时抽气和漏入空气的速度应如何控制?为什么?不论抽气还是漏入空气都应该尽可能地慢,防止气压变化过大在管中变化过于明显,导致出现倒灌或者爆沸的现象8、实验时大烧杯中的水为什么一定要淹没等压计的U形管?保证整个体系处于同一恒温状态,使得U形管左右两边温度相等,才能用外压等效处理为U形管内饱和蒸汽压强。
雷诺校正:消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。
五、数据记录1. 室温、样品质量和剩余燃烧丝质量室温: 25.50°C 大气压: 101.200Kpa物质点火丝/g 点火丝+样品/g 样品/g 总剩余/g 剩余点火丝/g苯甲酸(1) 0.0116 0.6542 0.6426 0.0077 0.0077 萘0.0112 0.7059 0.6947 0.0053 0.0053 苯甲酸(2) 0.0123 0.5167 0.5044 0.0036 0.00362、热计常数C计算由图得:苯甲酸(1) △T=1.083533℃苯甲酸(2) △T=0.7907℃苯甲酸恒容摩尔燃烧热为-3226.9kj/mol Δn=7-15/2=-0.5mol由Qv=Qp-ΔnRT => Qv=-3.2256*10^3kJ/mol再由 -nQv,m - m’点Q点 = CΔT =>,nQ-TmQmvC∆∙-=丝丝分别代入苯甲酸(1)及苯甲酸(2)的Δt解出C求出平均值C1=15.68394845 C2=16.89593527∴C= 16.28994186 kJ/℃3、萘的恒容燃烧热Qv,m及恒压燃烧热Qp,m计算同理由 -nQv,m - m’点Q点 = CΔT => Qv,m = -( CΔT - m’点Q点)/n解得 Qv = -5190.669045 KJ/mol由Qp = Qv +ΔnRTQp =-5195.644641 KJ/mol文献值Qp = -5153.8 KJ/mol故相对误差为: 0.812%七、分析与讨论1、本次实验中,氧弹卡计绝热性能一般,经过雷诺校正后校正值与测量值有较大差别。
而雷诺校正使用的方法为图解法,很大部分的数值通过观察所得,因此即使保证较为准确的情况下依然存在较大误差。
此为仪器造成的误差以及校正方法上的误差,难以消除。
2、在实验过程中,尤其在进行苯甲酸的压片过程,由于苯甲酸晶体结构较为难以压实,有相当部分脱落,导致称量实际样品质量相对不足。
尤其第三组数据中,由于苯甲酸的量过少,反应中温度升高较少,导致进行水的热计常数C测量误差较大,也是本次实验误差较大的一个主要原因之一。
在舍弃第三组数据后,热计常数误差相对变小,但仍然较大,出于实验的严谨性,故保留第三组数据。
3、本次实验测得恒压摩尔燃烧热(即反应焓)的数据偏高,主要因为测量前面提及的水的热计常数偏大(原因已在前面分析),导致最终结果偏高。
4、其它实验因素,如点火丝部分氧化、充气放气不充分等原因导致燃烧不充分,氧弹卡计密封性不足(在密闭之后浸泡入水中有漏气现象),导致测试结果中出现误差,由于原因过多且复杂,因此不逐一分析。
八、思考题1、什么是燃烧热?它在化学计算中有何应用?在101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热.单位为kJ/mol。
反应热中ΔH为负,则为放热反应;为正,则为吸热反应,燃烧热为反应热的一种,其ΔH为负值含相同碳原子数的烷烃异构体中,直链烷烃的燃烧热最大,支链越多燃烧热越小。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据实验报告:纯液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与原理本次实验的主要目的是研究纯液体饱和蒸汽压的测定方法,通过实验数据的收集与分析,掌握液体饱和蒸汽压的计算方法,为后续相关研究提供理论依据。
实验原理:液体在一定温度下,当其表面存在足够多的蒸汽分子时,这些蒸汽分子产生的压力达到与大气压力相等的程度,此时液体就达到了饱和状态。
饱和蒸汽压是指在这种状态下,单位时间内逸出的蒸汽分子数与单位时间内返回到液面的蒸汽分子数相等时所形成的压力。
纯液体饱和蒸汽压的测定方法主要有皮尔逊法、亨利定律法和自拟方法等。
二、实验设备与材料1. 设备:实验室恒温水浴、气压计、U形管、滴定管、酒精灯等。
2. 材料:甲醇、乙醇、苯、汽油等有机溶剂,以及去离子水。
三、实验步骤与数据处理1. 皮尔逊法测定纯液体饱和蒸汽压(1)取一定量的有机溶剂,加入去离子水中,使其充分溶解。
(2)将U形管水平放置,一端浸入溶液中,另一端用酒精灯加热至90°C左右。
(3)关闭进气阀,打开排气阀,使U形管内的气体与外界大气相通,待气体稳定后,记录此时的压力值P1。
(4)继续加热U形管,使液体沸腾,记录此时的压力值P2。
(5)重复以上步骤3-4次,取平均值作为实验数据。
2. 亨利定律法测定纯液体饱和蒸汽压(1)取一定量的有机溶剂,加入去离子水中,使其充分溶解。
(2)将U形管水平放置,一端浸入溶液中,另一端用酒精灯加热至90°C左右。
(3)在另一容器中加入一定量的去离子水,并放入气压计测量初始压力值P0。
(4)关闭进气阀,打开排气阀,使U形管内的气体与外界大气相通,待气体稳定后,记录此时的压力值P1。
(5)继续加热U形管,使液体沸腾,记录此时的压力值P2。
(6)根据亨利定律公式:P2 = (P1 + P0) * R * T / (V L),其中R为气体常数,T为温度差,V为U形管内液体的体积,L为U形管内液体的升力。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告(完整版)
0.002835
0.00
98.21
4.587
78.14
351.29
0.002847
-5
350.10
0.002856
-11.20
87.01
4.466
75.25
348.40
0.002870
-17.27
80.94
4.394
73.48
346.63
0.002885
因温度范围小时,ΔvapH*m可以近似作为常数,将上式积分得:
作 ~1/T图,得一直线,斜率为 由斜率可求算液体的ΔvapH*m。
本实验采用静态法测量(装置如图A)。平衡管如图B,待测物质置于球管A内,U型管中夜放置被测物质,将平衡管和抽气系统、压力计连接,在一定温度下,当U形管中的液面在同一水平时,记下此时的温度和压力,则压力计示值就是该液体的饱和蒸汽压。
思考题:
(1)为什么AB弯管中的空气要干净?怎样操作?怎样防止空气倒灌?答:AB弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。测定时,必须将其中的空气排除后,才能保证B管液面上的压力为液体的蒸气压;将水浴温度升高到85°C沸腾3分钟即可;检漏之后要关闭阀1,防止外界空气进入缓冲气体罐内。
4打开阀1恒温槽温度调至比次大气压下待测液沸点高35如此沸腾35min停止加热关闭阀15当bc两管的液面到达同一水平面时立即记录此时的温度和压力并打开阀2使测量系统的压力减小57kpa液体将重新沸腾又有气泡从平衡管冒出关闭阀2继续降低水温
四 川 理 工 学 院 实 验 报 告
系:材化课程名称:物理化学实验
△vapHm=4990×R×10-3=41.49KJ
附
原
【实验】【纯液体饱和蒸汽压的测定】
在一定外压时,测定不同温度下的饱和蒸气压,以 ln p ~ 1 作图,可得一直
T
线,由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热 vap H m 。当外压 为 101325Pa、液体的蒸汽压与外压相等时,可从图中求得其正常沸点。
平衡管由三个相连的玻璃管 a、b 和 c 组成,a 管中储存被测液体,b 和 c 管 中也有被测液体在底部相通。当 a 和 c 管上部纯粹是待测液体的蒸汽,b 和 c 管 的液体在同一水平时, 则加在 b 管液面上的压力与加在 c 管液面上的蒸汽压相等,
靳凯
___________
______材料科学与工程________
专业班级:___材料科学与工程 Байду номын сангаас012 级 2 班___ 实验日期:________2014/3/18__________
一、摘要:
饱和蒸气压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力,它是物质的特性 参数。 本实验将用等压计测定不同温度下环己烷的饱和蒸气压,初步掌握真空实 验技术, 并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、关键词: 温度、蒸汽压、平均摩尔汽化热、正常沸点 三、内容简介:
饱和蒸气压的测定方法有动态法、静态法和饱和气流法等。本实验采用静 态法, 将被测定物质放置在一个密闭的体系中,通过测定在不同外压下液体的沸 点,得到其蒸气压与温度间的关系。
四、实验原理:
液体饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉珀龙方程式表示:
六、实验步骤:
1、系统检漏:取下平衡管洗净烘干。上端磨口涂抹真空脂后连接到系统上,冷 阱中放置冷却剂,检查系统的气密性, 。 2、装待测液体:取下平衡管,向其中加入环己烷液体,至 a 管高度的三分之二, 三管基本齐平后接在装置上。 3、抽空:接通冷却水,恒温水浴温度设为 25℃,开始搅拌。水温达到 25℃时, 将真空泵接到压力调节口接嘴上。数字压力计采零,读取实验室大气压数值。 关 闭阀门 1,打开阀门 2。开启真空泵,打开阀门 3 使体系中的空气被抽出。控制 阀门 3 的开启程度,保持 1~2 秒一个气泡的鼓泡,直至 a 管中的液体沸腾约 3-5 分钟。关闭阀门 2,等待液体鼓泡停止。真空泵继续运行 3 分钟后,关闭阀门 3, 关闭真空泵。 4、测定:观察 b、c 管的液面,缓缓打开阀门 1,漏入空气, b、c 管液面平齐 时关闭阀门 1;若液柱又发生变化,通过阀门 1,2 重新调节使之平齐。稳定后, 记下恒温槽温度和压力计上的压力值。 5、升温:将恒温水浴温度升高 5 度,升温过程中样为控制过度沸腾导致的样品 流失和污染真空系统,微微开启阀门 1 压制,使不产生气泡。达到设定温度后, 关闭阀门 1,恒温 5 分钟,按步骤 4 的方法调节,测定新温度下的样品蒸气压。 按上述方法依次测定 25℃、30℃、35℃、40℃时样品的蒸气压。 6、实验结束:依次慢慢打开阀门 1 和阀门 2,使压力计恢复零位。关闭冷却水、 恒温水浴和数字压力计,拔去所有的电源插头。将平衡管中样品全部倒出回收, 平衡管清洗烘干备用。
物化实验报告_液体饱和蒸气压的测定
实验4 液体饱和蒸气压的测定丛乐 2005011007 生51实验日期:2007年11月24日星期六 提交报告日期:2007年12月8日星期六助教老师:叶逢春1 引言1.1实验目的1. 运用克劳修斯-克拉贝龙方程,求出所测温度范围内平均摩尔气化焓及正常沸点。
2. 掌握测定饱和蒸汽压的方法。
1.2 实验原理在通常温度下(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1摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压与液体的本性及温度等因素有关。
随温度不同而变化,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p ø(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(Clausius )-克拉贝龙(Clapeyron )方程式表示: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,或因温度变化范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得:A ln pB T=-+ 或 A ln p B T =-+ vap m H Rm ∆=-式中:B ——积分常数。
从上式可知:若将ln p 对1/T 作图应得一直线,斜率m=vap m -A H /R =-∆ 由此可得 vap m H Rm ∆=-,同时从图上可求出标准压力时的正常沸点。
2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图1.仪器等压管1支、稳压瓶1个、负压瓶1个、恒温槽1套、冷凝管1个、真空泵1台、自耦调压变压器1台(TDG1/250型)、搅拌器1个、压力计1台(LZ-PI 型)、温度测量控制仪1台(CK-1B 型)。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告思考题
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告思考题一、实验目的纯液体饱和蒸汽压的测定实验旨在通过实验手段,了解纯液体在不同温度下饱和蒸汽压的变化规律,掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的基本原理和实验方法。
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。
克劳修斯克拉佩龙方程描述了饱和蒸汽压与温度之间的关系:dlnP/dT =ΔvapHm/(RT²)其中,P 为饱和蒸汽压,T 为温度,ΔvapHm 为摩尔汽化热,R 为气体常数。
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,将液体置于密闭容器中,使其蒸发达到平衡,通过测量平衡时的压力来确定饱和蒸汽压。
三、实验仪器与试剂1、仪器等压计、恒温槽、真空泵、压力计、冷凝管等。
2、试剂乙醇(分析纯)四、实验步骤1、装置安装将等压计、恒温槽、压力计等仪器连接好,确保装置密封性良好。
2、抽真空开启真空泵,对系统进行抽真空,直至压力计示数接近零。
3、加液通过减压漏斗向等压计中加入适量的乙醇。
4、恒温测定将恒温槽设定在一定温度,待温度稳定后,读取压力计示数,即为该温度下乙醇的饱和蒸汽压。
5、改变温度,重复测定依次升高恒温槽温度,重复上述步骤,测定不同温度下乙醇的饱和蒸汽压。
五、数据处理1、以 lnP 对 1/T 作图,得到一条直线。
2、根据直线斜率计算乙醇的摩尔汽化热。
六、思考题1、等压计 U 形管中的液体起什么作用?答:等压计 U 形管中的液体主要用于指示系统内的压力平衡。
当 U 形管两侧液面等高时,表示系统内的压力与外界大气压相等,此时所测压力即为纯液体的饱和蒸汽压。
同时,U 形管中的液体还能起到封闭系统、防止外界气体进入的作用,确保实验的准确性。
2、为什么要将等压计中的空气排干净?如果系统中有少量空气残留,对实验结果有何影响?答:将等压计中的空气排干净是为了保证测量的是纯液体的饱和蒸汽压。
如果系统中有少量空气残留,会使所测压力值偏高,导致计算出的饱和蒸汽压偏大,从而影响实验结果的准确性。
物化实验——纯液体饱和蒸汽压的测定
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定实验报告
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。
4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告
4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告华南师范⼤学实验报告学⽣姓名学号专业化学(师范) 年级、班级课程名称物理化学实验实验项⽬纯液体饱和蒸⽓压的测定——静态法实验类型:□验证□设计□综合实验时间年⽉⽇实验指导⽼师罗琼实验评分【实验⽬的】①明确纯液体饱和蒸⽓压的概念及其与温度的关系,加深对克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clap- eyron)⽅程的理解。
②掌握静态法(亦称等位法)测定纯液体饱和蒸⽓压的原理及⽅法,学会⽤图解法求纯液体的平均摩尔汽化热和正常沸点。
③了解数字式低真空测压仪,熟悉常⽤⽓压计的使⽤及校正⽅法,初步掌握真空实验技术。
【实验原理】在⼀定温度下,纯液体与其⾃⾝的蒸⽓达到⽓液平衡时,蒸⽓的压⼒称为该温度下该液体的饱和蒸⽓压,简称为蒸⽓压。
蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下该液体的摩尔汽化热。
将蒸⽓视为理想⽓体,饱和蒸⽓压与温度的关系可⽤克劳修斯⼀克拉贝龙⽅程式表⽰:式中,T 为热⼒学温度,K ;p 为纯液体在温度T 时的饱和蒸⽓压,Pa ;△vap H m 为纯液体在温度T 时的摩尔汽化热,J/mol ;R 为摩尔⽓体常数,8.314J/( mol·K)。
在温度变化范围不⼤时,可把△vap H m 视为常数,表⽰此温度范围内的平均摩尔汽化热。
将式(3-12)积分得⽤ln p 对1/T 作图,得⼀条直线,直线的斜率为:于是,有△vap H m =﹣Rm由此可见,测得⼀组不同温度下纯液体的饱和蒸⽓压值,可求得该温度范围内该纯液体的平均摩尔汽化热△vap H m 。
dln p △vap H m d T RT 2= ln p = × +c﹣△vap H m 1R Tm =﹣△vap H m R(3-12)(3-13)当液体的饱和蒸⽓压等于外界压⼒时,液体沸腾,此时的温度即为该液体的沸点。
当外压为latm (101325Pa)时,液体的沸点称为正常沸点。
测定液体饱和蒸⽓压的具体⽅法很多,本实验采⽤静态法测定纯⽔的饱和蒸⽓压,实验装置如图3-11所⽰。
《物理化学基础实验》纯液体饱和蒸汽压的测定实验
《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。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据1. 实验背景与目的咱们今天要聊的,是一项关于纯液体饱和蒸汽压的测定实验。
这听起来可能有点拗口,但说白了,就是我们要搞明白,当液体处于蒸汽和液体平衡的状态时,它的蒸汽压力到底有多大。
这就像是在厨房里煮水,水蒸气“哔哔”冒出来的压力到底是啥,咱们得用科学的方法给它量个准。
要知道,液体的饱和蒸汽压其实是个很重要的物理量。
它不仅告诉我们液体的挥发性,还对很多实际应用有影响,比如化学反应的速率、溶液的沸点,甚至天气预报。
没错,连你早晨出门是否带伞都可能跟它有关呢。
咱们这实验的目的就是通过具体的数据测量,把这些抽象的东西具体化,让大家对这种“气压”有个清晰的了解。
2. 实验原理与方法2.1 实验原理想象一下,一瓶水里加了点小气泡,等它们消失后,水面上就会有一层“气膜”在不停地和水里的液体交换。
这层气膜的压力就是咱们要测的“饱和蒸汽压”。
简单来说,就是液体表面和上方的气体之间达成了一种平衡状态,气体的压力也就固定了。
为了测量这个压力,咱们通常用到的实验装置有个叫“蒸汽压计”的玩意儿。
它就像是一个小小的测量仪器,能精准地把蒸汽压的数值给我们报上来。
记住,这个压力值跟液体的温度、物质的种类都有关系,所以在做实验的时候,一定要把这些因素都考虑进去。
2.2 实验方法话说回来,实验过程其实不复杂,咱们需要的就是一套设备和一点耐心。
首先,得准备好一个密封的容器,里面装上纯液体,比如水或酒精,然后用蒸汽压计把容器密封好。
接着,调节温度,让液体达到某个稳定的温度,再把测量结果记录下来。
比如说,如果我们要测水的饱和蒸汽压,可以把水加热到不同的温度,比如20度、30度、40度,然后记录下各个温度下的蒸汽压值。
这样一来,我们就能看到,随着温度的升高,蒸汽压是如何变化的。
最后,用图表把这些数据整理出来,画出温度和蒸汽压的关系曲线,就能一目了然了。
3. 实验结果与讨论3.1 实验数据好了,咱们现在来看下实验数据。
