實驗報告--液體的飽和蒸汽壓的測定--史煒 湯菲菲 -實習報告

實驗三 液體的飽和蒸汽壓的測定

實驗者:史煒 湯菲菲 實驗時間:2000.4.19

氣 溫:24.0℃ 大氣壓：101.7KPa

目的要求

1. 明確純液體飽和蒸氣壓的定義和氣液兩相平衡的概念，深入了解純液體飽和蒸氣壓和溫度的關系棗克勞修斯-克拉貝龍方程式。
2. 用等壓計測定不同溫度下苯的飽和蒸氣壓。初步掌握真空實驗技術。
3. 學會用圖解法求被測液體在實驗溫度范圍內的平均摩爾氣化熱與正常沸點。

儀器與試劑

　 蒸氣壓力測定儀、旋片式真空泵、精密溫度計、玻璃恒溫水浴

一套、苯

實驗步驟

1. 準備工作。接通冷卻水。認識系統中各旋塞的作用。開啟進 氣旋塞使系統與大氣相通。 讀取大氣壓力p₀。以后每半小時讀一次。
2. 系統檢漏。開啟真空泵，2分鐘后開啟抽氣旋塞，關閉進氣旋塞，使系統減壓至汞柱差約為500毫米，關閉抽氣旋塞。系統若在5分鐘之內汞柱差不變，則說明系統不漏氣。
3. 插上加熱器、控制器、攪拌器的電源，開動攪拌器，打開控制器電源開關，調節溫度控制旋鈕至52℃ ，使水浴升溫。
4. 水浴溫度升至52℃后，精確讀取水浴溫度。緩慢旋轉進氣旋塞，使平衡管中bc二液面等高，讀取U形壓差計左右兩汞柱的高度。
5. 分別測定52、56、60、65、70、73、76℃液體的飽和蒸汽壓。
6. 系統通大氣，測定液體在當地大氣壓下的沸點。
7. 實驗完畢， 斷開電源、水源。

數據記錄

室溫: 　24.0　　　 ℃

大氣壓p₀: 101.7　　、101.7　　 kPa

序號

1

2

3

4

5

6

7

h_左mmHg

618.0

596.5

569.0

535.0

496.0

467.5

434.5

h_右mmHg

185.0

199.0

239.0

276.5

319.5

350.0

387.0

t_水浴℃

51.80

56.00

59.80

64.60

69.70

72.30

75.95

數據處理

h_左(mmHg)

h_右(mmHg)

Δh(mmHg)

Δh(Pa)

p*(pa)

lnp*

t_水浴 (℃)

1/t

1

618.0

185.0

433.0

57728.6

43971.4

10.6913

51.80

0.019305

2

596.5

199.0

397.5

52995.6

48704.4

10.79352

56.00

0.017857

3

569.0

239.0

330.0

43996.4

57703.6

10.96308

59.80

0.016722

4

535.0

276.5

258.5

34463.8

67236.2

11.11597

64.60

0.015480

5

496.0

319.5

176.5

23531.4

78168.6

11.26662

69.70

0.014347

6

467.5

350.0

117.5

15665.4

86034.6

11.36251

72.30

0.013831

7

434.5

387.0

47.5

6332.8

95367.2

11.46549

75.95

0.013167

p^*-t圖

lnp*–(1/t)圖

趨勢圖

上圖，黃線為lnp*–(1/t)曲線的趨勢線，是一條直線，其方程為

lnp*=?/FONT>128.83(1/t)+13.132

由上圖得：斜率k=?/FONT>128.83

所以 Δ_vH_m= –k*R=128.83*8.314=1071J/mol=1.07KJ/mol

當p*等于一個標準大氣壓，即p*=101325Pa時，苯的正常沸點為

t=128.83/(13.132–ln101325)=80.2℃

而苯的沸點的文獻值為80.1℃

實驗時大氣壓為101.7Kpa，苯的沸點為

t=128.83/(13.132–ln101700)=80.4℃

而實驗測得的沸點為80.50℃。

實驗思考題

一、壓力和溫度的測量都有隨機誤差，試導出Δ_vH_m的誤差傳遞表達式。

答：p*=p_大氣–(p_左–p_右)

因為lnp*=(–Δ_vH_m)/RT+c (c為積分常數)

所以Δ_vH_m=RT*(c–lnp*)

ln(Δ_vH_m)=lnR+lnT+ln(c–lnp*)

d ln(Δ_vH_m)=dlnT+dln(c–lnp*)

d(Δ_vH_m)/ Δ_vH_m=dT/T+d(c–lnp*)/ (c–lnp*)

所以誤差傳遞公式為

Δ(Δ_vH_m)/ Δ_vH_m=ΔT/T+Δ(c–lnp*)/(c–lnp*)

二、用此裝置，可以很方便地研究各種液體，如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、丙酮和乙醇等，這些液體中很多是易燃的，在加熱時應該注意什么問題？

答：應注意遠離火源，加熱時溫度不能過高，測蒸氣壓時壓力不能過低等。

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