實(shí)驗(yàn)報(bào)告--液體的飽和蒸汽壓的測(cè)定--史煒 湯菲菲 -實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)三 液體的飽和蒸汽壓的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)者:史煒 湯菲菲 實(shí)驗(yàn)時(shí)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(guān)系棗克勞修斯-克拉貝龍方程式。
2. 用等壓計(jì)測(cè)定不同溫度下苯的飽和蒸氣壓。初步掌握真空實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
3. 學(xué)會(huì)用圖解法求被測(cè)液體在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的平均摩爾氣化熱與正常沸點(diǎn)。

儀器與試劑

　 蒸氣壓力測(cè)定儀、旋片式真空泵、精密溫度計(jì)、玻璃恒溫水浴

一套、苯

實(shí)驗(yàn)步驟

1. 準(zhǔn)備工作。接通冷卻水。認(rèn)識(shí)系統(tǒng)中各旋塞的作用。開(kāi)啟進(jìn) 氣旋塞使系統(tǒng)與大氣相通。 讀取大氣壓力p₀。以后每半小時(shí)讀一次。
2. 系統(tǒng)檢漏。開(kāi)啟真空泵，2分鐘后開(kāi)啟抽氣旋塞，關(guān)閉進(jìn)氣旋塞，使系統(tǒng)減壓至汞柱差約為500毫米，關(guān)閉抽氣旋塞。系統(tǒng)若在5分鐘之內(nèi)汞柱差不變，則說(shuō)明系統(tǒng)不漏氣。
3. 插上加熱器、控制器、攪拌器的電源，開(kāi)動(dòng)攪拌器，打開(kāi)控制器電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)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(zhuǎn)進(jìn)氣旋塞，使平衡管中bc二液面等高，讀取U形壓差計(jì)左右兩汞柱的高度。
5. 分別測(cè)定52、56、60、65、70、73、76℃液體的飽和蒸汽壓。
6. 系統(tǒng)通大氣，測(cè)定液體在當(dāng)?shù)卮髿鈮合碌姆悬c(diǎn)。
7. 實(shí)驗(yàn)完畢， 斷開(kāi)電源、水源。

數(shù)據(jù)記錄

室溫: 　24.0　　　 ℃

大氣壓p₀: 101.7　　、101.7　　 kPa

序號(hào)

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(shù)據(jù)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(shì)圖

上圖，黃線為lnp*–(1/t)曲線的趨勢(shì)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(dāng)p*等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即p*=101325Pa時(shí)，苯的正常沸點(diǎn)為

t=128.83/(13.132–ln101325)=80.2℃

而苯的沸點(diǎn)的文獻(xiàn)值為80.1℃

實(shí)驗(yàn)時(shí)大氣壓為101.7Kpa，苯的沸點(diǎn)為

t=128.83/(13.132–ln101700)=80.4℃

而實(shí)驗(yàn)測(cè)得的沸點(diǎn)為80.50℃。

實(shí)驗(yàn)思考題

一、壓力和溫度的測(cè)量都有隨機(jī)誤差，試導(dǎo)出Δ_vH_m的誤差傳遞表達(dá)式。

答：p*=p_大氣–(p_左–p_右)

因?yàn)閘np*=(–Δ_vH_m)/RT+c (c為積分常數(shù))

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(shí)應(yīng)該注意什么問(wèn)題？

答：應(yīng)注意遠(yuǎn)離火源，加熱時(shí)溫度不能過(guò)高，測(cè)蒸氣壓時(shí)壓力不能過(guò)低等。

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