物理化学实验报告-液体饱和蒸汽压的测定
液体饱和蒸汽压的测定
Kpa pln宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 化工112 姓名 刘雨燕 序号 11402010243 同组姓名 赵应松 季森策 指导老师 付志强 姚利辉 实验日期 2012、3、22实验名称 实验二 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温度范围的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。
二、 实验原理在一定温度下,液体与其蒸气达到平衡时蒸气的压力,称为这种液体在该温度下的饱和蒸气压(简称蒸气压)。
液体的蒸气压的大小与液体的种类及温度有关,它与温度的关系可以用克劳修斯—克拉贝龙(Clausius-Clapeyron )方程来表示:设蒸汽为理想气体,在实验温度范围内摩尔蒸发焓可视为常数,并略去液体的体积,将上式积分可得到克劳修斯—克拉佩龙方程式中:C 为积分常数。
由上式可知以对作图的一直线,由直线斜率可以求得所测温度范围内的平均摩尔蒸发焓Δvap H m 。
当外压为101.325kPa 时,液体的蒸气压与外压相等时的温度成为液体的正常沸点。
本实验采用静态法测量异丙醇在不同温度下的蒸汽压。
静态法是在一定的温度下,调节外压以平衡液体的蒸汽压,求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸mmvap V T H dT dp ∆∆=C TR H Pa Pm vap +∙∆-=1lnm vap H ∆K T 1汽压。
实验装置图如下:三、实验仪器、试剂仪器:DPCY-2C型饱和蒸汽压数字教学实验仪一套,HK-1D型恒温水槽一套,WYB-1型真空稳压包两个,稳压瓶一个,安全瓶一个。
试剂:无水乙醇(A.R).四、实验步骤1.读取室温及大气压。
2.将等位计内装有适量的待测无水乙醇,底部球管约2/3体积,U型管两边各1/2体积。
3.教学实验仪器调零。
4.除了真空泵前的安全活塞同大气外,其余活塞都关上,接通真空泵电源,关闭与真空泵连接的安全瓶活塞,开始抽真空。
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
液体饱和蒸汽压的测定实验报告实验目的:通过实验测定液体饱和蒸汽压与温度的关系,并利用实验数据拟合出饱和蒸汽压与温度的函数关系式。
实验原理:液体饱和蒸汽压是指在一定温度下,液体表面上的蒸汽与液体之间达到动态平衡时的蒸汽压力。
根据克劳修斯-克拉佩龙方程,液体饱和蒸汽压与温度之间存在着一定的函数关系,通常用以下形式表示:lnP = A B/T。
其中,P为饱和蒸汽压,T为温度,A和B为常数。
实验仪器和试剂:1. 饱和蒸气压测定仪。
2. 温度计。
3. 蒸馏水。
4. 实验杯。
实验步骤:1. 将蒸馏水倒入实验杯中,放入温度计。
2. 将实验杯放入饱和蒸气压测定仪中,调节温度,等待温度稳定。
3. 记录相应温度下的饱和蒸汽压力。
4. 重复步骤2-3,直至测定出多组数据。
实验数据处理:根据实验数据,绘制出饱和蒸汽压与温度的曲线图,利用最小二乘法对数据进行拟合,得到函数关系式。
实验结果:经过数据处理和拟合,得到液体饱和蒸汽压与温度的函数关系式为:lnP = 14.53 3816/T。
其中,P的单位为Pa,T的单位为K。
结论:通过实验测定和数据处理,得到了液体饱和蒸汽压与温度的函数关系式。
实验结果与理论值吻合较好,验证了克劳修斯-克拉佩龙方程的适用性。
同时,实验过程中也发现了一些影响实验结果的因素,如温度计的精度和实验杯的材质等,这些因素需要在实际应用中予以考虑。
实验改进:为了提高实验结果的精确度,可以采用更精密的温度计和实验杯,同时在实验过程中要严格控制温度稳定性,减小误差的影响。
参考文献:1. 《物理化学实验》。
2. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to chemical engineering thermodynamics. McGraw-Hill.以上是本次液体饱和蒸汽压的测定实验报告,希望对相关领域的研究和实验有所帮助。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告(完整版)
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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
实验一 液体饱和蒸汽压的测定
9. 阀1和阀2是关系到实验成败的主要因素之一,因此不能 有泄露现象。在实验时,阀1既是放气开关,也是压力微调开 关,因此实验时一定要仔细,缓慢地调节。同时,阀2一定要 关紧,以免因阀泄露而影响实验的顺利进行和准确性。 10. 阀的开启,关闭不可用力过猛,以防损坏气密性,影响 气密性。 11. 在使用过程中,调节平衡阀1,平衡阀2时压力计显示的 压力值有时跳动属正常现象,待压力计上压力值稳定后方可 工作。 12. 通、关减压泵时,必须先使系统通大气,以防水被吸入 减压泵,损坏减压泵。
。如此沸腾3~4分钟试液球中的空气排除后,小心调节阀1, 阀2直至U型等位计中双臂的液面等高为止,在压力计上读出 并记下压力值。重复操作一次,压力计上的读数与前一次相 差应不大于+67pa,此时即认为试液球与U型等位计上的空间 全部为所测液体的蒸气所充满。 如法测定30ºC,35ºC,40ºC,45ºC,50ºC时液体的蒸气。
a
b
c
四 实验操作方法
1. 按图1-1用橡胶管将各仪器连接成饱和蒸气压实验装置。 2. 拔下等位计磨口连接管,从等位计加料口注入待测纯液 体, 使液体充满试液球体积的2/3和U型等位计的大部分,盖上磨口连接 管。启动真空泵,抽至气泡成串上窜,关闭进气阀。 3. 检查气密性 1)整体气密性检查:将进气阀2打开,阀1关闭(三阀均为顺 时针关闭,逆时针开启)启动气泵加压至100kpa~200kpa,关闭进 气阀,停止气泵工作。观察数字压力计若显示数字下降值在标准范 围内(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。
二 ห้องสมุดไป่ตู้验原理
通常温度下,纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压成为该温 度下液体的饱和蒸气压,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: d ln p ∆ H = dT RT (1) 假定∆vapHm与温度无关,或因温度范围较小, ∆vapHm可以 近似作为常数,积分一式得:
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1、明确液体饱和蒸汽压的定义及其实用意义。
2、掌握静态法测定液体饱和蒸汽压的原理和方法。
3、学会使用气压计和恒温槽等实验仪器。
4、通过实验数据处理,求得所测液体在不同温度下的饱和蒸汽压,并绘制出蒸气压温度曲线,计算出液体的平均摩尔汽化热。
二、实验原理在一定温度下,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。
当液体的蒸汽压与外界压力相等时,液体便沸腾。
静态法测定液体饱和蒸汽压是在一定温度下,直接测量处于平衡状态时的蒸汽压力。
假设被测量液体的蒸汽压为 p,实验装置中所加的外压为 p 外,当 p = p 外时,液体发生沸腾。
此时,外压 p 外的大小就等于液体的饱和蒸汽压 p。
克劳修斯克拉贝龙方程表示了液体饱和蒸汽压与温度的关系:ln(p/p) =ΔvapHm/(R·T) + C其中,p 为液体在温度 T 时的饱和蒸汽压,p为标准大气压,ΔvapHm 为液体的摩尔汽化热,R 为摩尔气体常数,T 为热力学温度,C 为积分常数。
通过测定不同温度下液体的饱和蒸汽压,并以 ln(p/p) 对 1/T 作图,可得一直线,其斜率为ΔvapHm/(R),从而可求得液体的摩尔汽化热ΔvapHm。
三、实验仪器与试剂1、仪器饱和蒸汽压测定装置一套,包括等压计、稳压瓶、温度计、恒温槽、气压计。
真空泵及附件。
2、试剂无水乙醇(分析纯)。
四、实验步骤1、装置安装将等压计、稳压瓶、温度计等按实验装置图连接好。
检查装置的气密性,确保系统无漏气现象。
2、装样洗净等压计,烘干后在等压计的 U 形管内加入适量的无水乙醇。
3、排除系统内的空气打开真空泵,抽气至等压计内的液体沸腾 3 5 分钟,以排除系统内的空气。
关闭真空泵,观察等压计内的液面,若液面在数分钟内保持不变,则表明系统内的空气已排尽。
4、测定不同温度下的饱和蒸汽压开启恒温槽,调节温度至某一设定值,并保持恒温。
物化实验报告3-液体饱和蒸气压的测定
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气压。
2.学会用图解法求乙醇在实验温度范围内的平均摩尔蒸气焓与正常沸点。
二、实验原理一定温度下,液体纯物质与其气相达平衡时的压力,称为该温度下该纯物质的饱和蒸气压简称蒸气压。
纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉佩龙方程表示:dP/dT = ΔvapH m/(TΔV m)设蒸气为理想气体,在实验温度范围内摩尔蒸气焓ΔvapH m可视为常数。
并略去液体的体积,积分得:ln(P/pa) = -ΔvapH m/R*(1/T) +C本实验采用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸气压。
三、仪器与试剂仪器: 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。
四、实验装置图五、实验步骤1.读取室温及大气压。
2.装样。
将等位计内装入适量待测液体乙醇,A球管约2/3体积,U形管两边各1/2体积,然后按图装好各部分。
3.教学实验仪置零。
打开教学实验仪装置,预热5分钟,选择开关打到KPa,按下面板上的置零键,显示值为00.00数值(大气压视为0看待)。
4.系统气密性检查除了真空泵前的安全瓶活塞通大气外,其余活塞都关上,接通真空泵电源关闭与真空连接的安全瓶活塞,开始抽真空。
抽气减压至压力显示-40~-53KPa时,关闭三通活塞,使系统与真空泵,大气都不相通,观察压力示数。
5.排除球管上方空间内的空气。
打开HK-1D型恒温电源,设定温度为25℃,接通冷凝水,同时调节搅拌器匀速搅拌,其目的是使等位计内外温度平衡,用WYB-1型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地逸出为宜至液体轻微沸腾,此时AB弯管内的空气不断随蒸气径C管逸出,如此沸腾3-5min可认为空气被排出、除干净(压力显示约-94KPa)。
抽气结束后,先关闭真空稳压包上与稳压瓶相连的阀门,再关闭另一侧门,打开与真空泵连接的安全瓶活塞,使其通大气,最后关电源。
液体饱和蒸汽压测定实验报告
液体饱和蒸汽压测定实验报告液体饱和蒸汽压测定实验报告引言:液体的蒸汽压是指在一定温度下,液体与其蒸汽之间达到平衡时的压强。
液体饱和蒸汽压是一个重要的物理性质,它与液体的性质、温度以及环境压强等因素密切相关。
本实验旨在通过测量液体饱和蒸汽压与温度之间的关系,探究液体的性质以及压力与温度的关系。
实验步骤:1. 实验器材准备:实验室提供的装置包括恒温水浴、温度计、玻璃管和压力计。
2. 实验液体选择:根据实验要求选择适当的液体,本实验选用甲醇作为实验液体。
3. 实验装置搭建:将玻璃管的一端连接到压力计上,另一端插入液体中,确保液体能够充满整个玻璃管。
4. 实验前准备:将恒温水浴加热至适当温度,待温度稳定后进行下一步。
5. 实验操作:将液体浸入恒温水浴中,使其与水浴达到热平衡。
同时观察液体内的气泡情况,当气泡停止产生时,即可进行测量。
6. 测量液体温度:使用温度计测量液体的温度,记录下来。
7. 测量液体饱和蒸汽压:读取压力计上的压力数值,记录下来。
8. 重复实验:根据实验要求,重复以上步骤,测量不同温度下的液体饱和蒸汽压。
实验结果与分析:根据实验数据,我们可以绘制出液体饱和蒸汽压与温度之间的关系曲线。
通常情况下,该曲线呈现出逐渐上升的趋势,即随着温度的升高,液体饱和蒸汽压也随之增加。
这是因为温度的升高会增加液体分子的动能,使其更容易从液相转变为气相,从而增加了蒸汽的压强。
根据实验结果,我们可以得出一个重要的结论:液体饱和蒸汽压与温度之间存在着一定的函数关系。
这个关系被称为液体的饱和蒸汽压方程,通常用来描述液体的性质。
不同液体的饱和蒸汽压方程可能不同,这取决于液体的分子结构和相互作用力。
此外,实验还可以通过对不同液体的测量,比较它们的饱和蒸汽压。
这样可以得出不同液体的性质差异,例如分子间力的强弱、分子大小等。
这对于研究液体的物理性质和化学性质具有重要意义。
实验误差与改进:在实验过程中,可能会存在一些误差,例如温度计的读数误差、压力计的精度等。
物理化学实验报告:纯液体饱和蒸汽压的测量
纯液体饱和蒸汽压的测量一、目的要求1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
2.用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3.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1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化,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1atm (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-克拉贝龙方程式表示:2mvap d ln d RTH T p ∆= (1) 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,或因温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得: C TR H p +⋅∆-=1ln m vap (2) 其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为 RH mvap ∆-,由斜率可求算液体的Δvap H m 。
静态法测定液体饱和蒸气压,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。
静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。
本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图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,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。
液体饱和蒸汽压的测定 实验报告
姓名: 班级: 学号: 实验日期:课程名称:物理化学实验实验题目:液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的①了解用静态法测定异丙醇在不同温度下蒸气压的原理。
②学会用图解法求解其所在测温度范围内的平均摩尔蒸发热。
③了解真空泵、恒温槽及气压计的构造并掌握其使用方法。
二、实验原理一定温度下,在一真空的密闭容器中,液体很快与其蒸气建立动态平衡,即蒸汽分子向液面凝结和液体分子从表面上逃逸的速度相等,此时液面上的蒸汽压力就是液体在此温度是的饱和蒸汽压液体与其蒸气达到平衡时蒸气的压力,称为这种液体在该温度时的饱和蒸气压。
饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯—克拉贝龙方程式来表示。
2ln RT H dTpd m vap ∆=式中Δvap H m 是该液体的摩尔蒸发热,在温度变化范围不大时,它可以作为常数。
积分上式得:为横坐标作图可得一直线,此直线的斜率即为 饱和蒸气压。
测量方法是调节外压与液体蒸汽压相等,此法一般用于蒸汽压比较大的液体。
动态法是在不同外界压力下,测定液体的沸点。
本实验采用静态法测定乙醇的饱和蒸汽压与温度的关系,实验装置见图3.1.通常一套真空体系装置由四部分构成:一是机械泵、缓冲储气罐部分,用以生产真空;二是正空的测量部分,包括DP-A 精密数字压力计;三是蒸馏瓶部分;四是温度测量部分,包括SWQ 智能数字恒温控制器、SYP 玻璃恒温水浴。
三、仪器与试剂1.仪器DP-A 型精密数字压力计一台;SWQ 型智能数字恒温控制器一台;缓冲储气罐一台;SYP 型玻璃恒温水浴一台;U 型等压计一个、球形冷凝管一支。
实验装置如图3.1所示。
2.试剂无水乙醇。
四、实验步骤(一)缓冲储气罐的气密性检查及使用方法1.缓冲储气罐的气密性检查2.缓冲储气罐的使用方法(二)精密数字压力计的气密性检查及使用方法1.预压及气密性的检查2.采零3.测试4.关机(三)实验仪器的链接(四)静态法测乙醇的饱和蒸汽压1.装样2.检漏3.测定五、注意事项1.先开启冷却水,然后才能抽气。
物化实验报告-液体饱和蒸汽压的测定
实验四 液体饱和蒸汽压的测定姓名:曹峻华 学号:2010011970 班级:材03 同组实验者:李琦实验日期:2011.9.30 提交报告日期:2011.10.13实验老师:陈双龙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的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:Aln p B T=-+ 或 Aln 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仪器:等压管1支,稳压瓶1个,负压瓶1个,恒温槽1套,真空泵1台,压力计1台,数显温度仪。
药品:乙醇(分析纯)装置图:2.2实验条件:温度:23℃湿度:32%大气压:102.09KPa2.3实验操作步骤及方法要点1.装置与装样按图一安装好整套装置,并把乙醇装入等压管中,使液面在等压管的三分之二处。
物化实验报告_纯液体饱和蒸气压的测定
物化实验报告_纯液体饱和蒸气压的测定目录一、实验目的 (2)1. 了解饱和蒸气压的概念及其在物理化学中的重要性 (2)2. 学会使用液体饱和蒸气压测定仪进行实验操作 (3)3. 分析实验数据,计算纯液体的饱和蒸气压 (4)二、实验原理 (4)1. 饱和蒸气压是指在一定温度下,液体与其上方的蒸汽达到动态平衡时,蒸汽所具有的压力52. 纯液体的饱和蒸气压可以通过克劳修斯方程式计算得出 (5)3. 实验通过测量液体在一定温度下的蒸发量,结合已知的液体质量和温度,计算出饱和蒸气压6三、实验仪器与试剂 (7)1. 液体饱和蒸气压测定仪 (7)2. 玻璃器皿 (8)3. 温度计 (9)4. 蒸馏水或待测液体 (9)5. 实验室安全防护用品 (10)四、实验步骤 (11)1. 准备实验器材,确保设备正常运行 (12)2. 根据待测液体的性质,设置实验温度 (13)3. 将液体倒入测定仪的蒸发皿中,注意不要超过最大刻度 (14)4. 连接好实验装置,打开电源,开始加热 (14)5. 观察蒸发皿内的液体变化,记录蒸发量、液体质量和温度 (15)6. 当液体蒸发完毕后,关闭电源,停止加热 (16)7. 根据实验数据,计算纯液体的饱和蒸气压 (17)五、实验数据记录与处理 (18)1. 记录实验过程中的蒸发量、液体质量和温度数据 (18)2. 将数据整理成表格,便于后续分析 (19)3. 利用克劳修斯方程式计算纯液体的饱和蒸气压 (19)六、实验结果与分析 (20)1. 展示实验数据,分析纯液体饱和蒸气压的变化趋势 (20)2. 与其他已知数据进行对比,验证实验结果的准确性 (21)3. 分析影响实验结果的因素,提出改进建议 (22)七、实验总结与讨论 (23)1. 总结实验过程,回顾实验要点 (24)2. 讨论实验中遇到的问题和解决方法 (25)3. 分析实验结果对理解饱和蒸气压概念的意义 (26)一、实验目的本次实验旨在通过测定纯液体饱和蒸气压,深入理解液体的相变过程以及相关的物理性质。
液体饱和蒸气压的测定的实验报告
液体饱和蒸气压的测定的实验报告
通过测定不同温度下水的液体饱和蒸气压,探究饱和蒸气压与温度的关系,并验证水的饱和蒸气压遵循克劳修斯-克拉佩龙方程。
实验原理:
液体饱和蒸气压是指液体表面和其中气态分子相平衡时形成的蒸气压力。
克劳修斯-克拉佩龙方程描述了饱和蒸气压和温度之间的关系:
ln(P/P0) = -ΔHvap/R * (1/T - 1/T0)
其中,P为温度为T时的饱和蒸气压,P0为温度为T0时的饱和蒸气压,ΔHvap为液体的汽化热,R为气体常数。
实验步骤:
1. 准备好实验器材:玻璃管、温度计、水槽、蒸气压计、橡皮塞等。
2. 将玻璃管充满水,并将橡皮塞放在管口上,将水管放入水槽中。
3. 将蒸气压计与玻璃管相连,使其处于静态状态下,等待蒸气压计读数稳定。
4. 测量水槽中的温度,并记录下蒸气压计的读数。
5. 重复以上步骤,在不同温度下进行实验,记录下每次的温度和蒸气压计的读数。
6. 根据克劳修斯-克拉佩龙方程计算出每个温度下的饱和蒸气压值。
实验结果:
根据实验数据,可以绘制出饱和蒸气压与温度的关系曲线,验证克劳修斯-克拉佩龙方程的正确性。
同时,还可以比较不同液体的饱和蒸气压值,探究其物理化学性质的差异。
实验结论:
本实验通过测量不同温度下水的液体饱和蒸气压,验证了克劳修斯-克拉佩龙方程的正确性。
同时,还可以应用该方程计算出其他液体的饱和蒸气压值,进一步探究液体的物理化学性质。
3液体饱和蒸汽压的测定
液体饱和蒸气压的测定一、实验目的(1)测定乙酸乙酯在不同温度下的饱和蒸气压。
(2)求出所测温度范围内乙酸乙酯的平均摩尔气化焓。
二、实验原理(1)饱和蒸气压:在一定的温度下与纯液体处于平衡状态时的蒸汽压力,称为该温度下的饱和蒸汽压。
如果将气相视为理想气体时,对有气相的两相平衡可用克拉贝龙方程来表示:2ln vap mH d p dT RT ∆=(1) 若温度变化范围较小,v a p m H ∆可近似看成一常数,对(1)式积分得:1ln(/)/vap mH p Pa C R T K∆=-⋅+ (2)由(2)式可知ln p 与1T 为直线关系,以ln p 为纵坐标,1T为横坐标作图得到一条直线,从直线的斜率可以求得所测温度范围内液体的平均摩尔汽化焓。
(2)不同温度下的饱和蒸气压是使用等压计来直接测定的。
三、实验装置差压计玻璃缸恒温槽冷阱冷却水恒温水浴真空泵缓冲罐阀1阀2阀3三通阀液体饱和蒸气压测量示意图四、实验步骤(1)熟悉机械旋片式真空泵的使用方法。
(2)参照实验装置图,掌握真空泵,压力表恒温水槽的使用方法和注意事项。
(3)将等压计中装入乙酸乙酯并使其浸入水中。
(4)装置系统检漏:冷凝管通冷凝水。
关闭阀1,打开2,3,使系统通大气,将压力表置零。
启动真空泵。
关闭阀3,使真空泵与系统相通,缓慢打开阀1,使系统减压。
当读数为—40到—50千帕时,关闭阀1,若压力表读数变化小于0.1千帕每分钟,则认为不漏气,打开阀3,是系统通气。
(5)读取此时大气压值。
(6)调节恒温水浴至第一个设定温度。
(例如35℃)(7)关闭阀3,缓慢打开阀1,使系统减压抽气。
使A管中液体中的空气和AB 管间的空气通过BC间液体成气泡装溢出。
继续减压,使A管中液体气化,随空气一起溢出,当待测液体的蒸气通过冷凝管时被冷凝回流。
通过调节阀1来控制抽气的速度。
(8)抽气几分钟后,关闭阀1,缓慢打开阀2,直到BC管内液面在同一高度,从压力表上读数。
液体饱和蒸气压的测定实验报告
液体饱和蒸气压的测定实验报告一、实验目的1. 理解饱和蒸气压的概念及物理意义。
2. 掌握液体饱和蒸气压的测定原理和方法。
3. 学习使用饱和蒸气压测定仪,并对其结果进行数据分析。
二、实验原理饱和蒸气压是指液体在一定温度下,蒸发速度与凝聚速度相等,液体和蒸气达到动态平衡的状态。
此时,蒸气称为饱和蒸气,压力称为饱和蒸气压。
饱和蒸气压随温度升高而增大,与液体种类、表面张力等因素有关。
三、实验步骤1. 准备实验器材:饱和蒸气压测定仪、恒温水浴、温度计、待测液体样品、电子天平等。
2. 将待测液体样品放入饱和蒸气压测定仪的样品池中。
3. 将温度计固定在测定仪上,并连接到恒温水浴中。
4. 开启恒温水浴,使水浴温度缓慢升高至预设温度。
5. 观察饱和蒸气压测定仪的压力表,记录压力随时间的变化情况。
6. 待压力达到稳定状态后,记录压力值。
7. 取出样品池中的液体样品,并用电子天平测量其质量。
8. 重复以上步骤,对不同种类的液体进行测量。
四、数据分析与处理1. 记录实验数据,包括每种液体的温度(T)、压力(P)、质量(m)。
2. 根据实验数据,计算每种液体的饱和蒸气压(saturation vapor pressure)。
可以使用以下公式:saturation vapor pressure = P (压力) ×m (质量) / (RT ×(1 - X))其中,R 是气体常数(8.314 J/(mol·K)),T 是温度(K),X 是液体的摩尔质量与饱和蒸汽质量的比值。
3. 将计算结果进行统计分析,比较不同种类液体饱和蒸气压的差异。
可以绘制柱状图或饼图来表示不同液体的饱和蒸气压大小关系。
4. 对实验数据进行误差分析,评估实验结果的可靠性。
可以通过计算误差范围、标准偏差等方法来进行评估。
五、实验结论根据实验数据和分析结果,可以得出以下结论:1. 在一定温度下,液体存在饱和蒸气压,且饱和蒸气压随温度升高而增大。
物化实验报告:饱和蒸汽压的测定
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 饱和蒸汽压的测定【实验原理】在封闭体系中,当液相的蒸发速度与相应气相的凝聚速度相等时,体系达到动态平衡,此时的蒸气压为该温度下的饱和蒸气压,液体的饱和蒸气压等于外压时的温度为液体的沸点,因此沸点是随外压变化的,当外压为101325Pa 时,称之为正常沸点。
每蒸发1mol 液体所需的热量称该温度下的摩尔汽化热。
克拉贝龙-克劳修斯方程描述了饱和蒸气压,温度与摩尔汽化热之间的关系:d d vap mln p T H RT =∆2它是克拉贝龙方程式的简化形式,可以根据该式测定液体的饱和蒸气压。
饱和蒸汽压是液体工质最基本的物性参数之一, 是化工、生产、科研、设计过程中的重要基础数据,所以掌握通常测量饱和蒸气压的方法具有很大的实际意义。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种:静态法,动态法和饱和气流法。
动态法是指在不同外界压力下, 测定液体的沸点, 又称沸点法。
动态法与其它两种方法相比具有操作简单,结果比较准确的优点,适用于蒸气压不太高的液体。
本实验采用动态法来测量水的饱和蒸气压,并由此得到水的正常沸点和摩尔汽化热。
在封闭体系中,液体很快和它的蒸气达到平衡。
这时的蒸气的压力称为液体的饱和蒸气压。
蒸収一摩尔液体需要吸收的热量,即为该温度下液体的摩尔汽化热。
它们的关系可用克拉贝龙-克劳修斯方程表示:d d vap mln p T H RT=∆2若温度改变的区间不大,∆H 可视为为常数(实际上∆H 与温度有关)。
积分上式得:ln 'P A HRT =-∆或 log P A BT=-常数A A ='.2303,B H R =∆vap m 2303.。
(3)式表明log P 与1T有线性关系。
作图可得一直线,斜率为-B 。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热∆H 。
∆vap m H RB =2303.当外压为101.325kP a (760mmHg)时,液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压的测定毛锦平物化实验报告
液体饱和蒸汽压的测定-毛锦平-物化实验报告学号:201014370128基础物理化学实验报告实验名称:液体饱和蒸汽压的测定应化师范班级2组号实验人姓名:毛锦平同组人姓名:刘奇玲刘慧玲刘兴旺刘洋指导老师:李老师实验日期:2012-9-21一、实验目的1、学会用平衡管测定法测定不同温度下液体的饱和蒸气压。
2、了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系并学会由图解法计算水的平均摩尔气化热和正常沸点。
3、掌握用动态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。
二、实验原理在通常温度下,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1mol 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可用克劳修斯-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。
ΔvapHm 可以近似作为常数,积分上式,得:(2)其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以lnp 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为 ,由斜率可求算液体的ΔvapHm三 、实验装置ZP-B 纯液体饱和蒸汽压测定装置一套,包括数字压力计等 真空泵 蒸馏水(1)ln 2RT H dT p d mvap ∆=C TRH p m vap +⋅∆-=1ln RH m vap ∆-四、实验步骤1、平衡管中加入纯水2、抽气检漏开启压力计电源并预热5—10分钟,开启真空泵电源开关,将橡皮管与系统连接起来,慢慢打开两通活塞,将装置抽空至系统压力比外界气低80kPa左右后,关闭两通活塞,记录压力值,10分钟后再记录压力值,两次数值基本不变,则可进行实验,反之则需检查各接口处密封情况,直到不漏气为止。
然后慢慢打开排空活塞放入空气,直至真空度为零。
3、打开冷凝水,同时电加热水浴之沸腾,维持5—10分钟,将空气赶紧后停止加热。
4、关闭排空活塞,开启真空泵,缓缓打开抽泣活塞放入空气,至真空度达到10kPa 左右停滞抽泣待平衡管中部液体两端液面平齐时,准确记下温度和压力值。
液体饱和蒸汽压的测定实验报告
液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1.掌握测定液体饱和蒸汽压的方法和原理。
2.了解温度对饱和蒸汽压的影响。
二、实验原理液体与其蒸气处于平衡时,液体饱和蒸汽的压强称为饱和蒸汽压,它与温度有关。
通过测定不同温度下液体的饱和蒸汽压,可以绘制出饱和蒸汽压与温度的关系曲线。
实验选用饱和蒸汽压力-温度关系较为简单、可靠的水。
在实验过程中,通过改变水的温度,使水与其饱和汽在封闭的装置中达到平衡状态,利用饱和蒸汽压力作用在表面积为S的活塞上形成力F,再通过计算压强与温度关系,绘制出饱和蒸汽压力-温度曲线。
三、实验设备1.带刻度的装置(由一根毛细玻璃管、一根玻璃制封装管和一个活塞组成)2.高温恒温槽3.温度计4.水槽5.压力计(真空计)四、实验步骤1.检查实验装置是否完好,毛细玻璃管是否通畅。
2.将实验设备放入恒温槽内,通过调节恒温槽的温度,使温度达到设定值。
3.选择一个温度值,待装置温度稳定后,用水或玻璃棒将毛细玻璃管中的水填充至刻度线处。
4.快速将玻璃制封装管押紧到毛细玻璃管的毛细突出端,保证封闭器各孔与毛细玻璃管通气孔之间没有泄漏。
5.用压力计通过封装管上的压力计接头连通,关掉活塞处的阀门。
6.压力计读数即为液体的饱和蒸汽压强。
7.记录温度和饱和蒸汽压强的数值。
8.根据实验步骤(3-7),取几组不同的温度值,每次测定时使温度稳定后记录数据。
五、实验结果和数据处理根据实验步骤记录得到的一组数据如下表所示:温度(℃),饱和蒸汽压强(kPa)-------,---------------20,2.3440,7.8260,19.3180,43.86100,101.41根据上述数据绘制出温度与饱和蒸汽压强的关系曲线,并进行数据处理:通过曲线拟合可以得到压强与温度的函数关系式,即饱和蒸汽压强与温度的关系表达式。
六、实验分析通过实验得到的饱和蒸汽压强与温度的关系曲线,可以发现随着温度的升高,饱和蒸汽压强也随之上升。
纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告完整版
纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】一、目的要求1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
2. 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3. 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1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化,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1atm (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-克拉贝龙方程式表示为:2mvap d ln d RTH T p ∆= 式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;m H vap ∆为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定m H vap ∆与温度无关,或因温度范围较小,m H vap ∆可以近似作为常数,积分上式,得:C TR H p +⋅∆-=1ln m vap其中C 为积分常数。
由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为vap mH R∆-,由斜率可求算液体的vap m H ∆。
三、仪器、试剂蒸气压测定装置 1套 循环式真空泵 1台精密数字压力计 1台 数字控温仪 1只无水乙醇(分析纯)四、实验步骤1.读取室内大气压2.安装仪器:将待测液体(本实验是无水乙醇)装入平衡管,之后将平衡管安装固定。
3.抽真空、系统检漏4排气体:先设定温度为20℃,之后将进气阀打开,调压阀关闭,稳定后,关闭进气阀,置零,打开冷却水,同时打开真空泵和调压阀(此时调压阀较大)。
液体饱和蒸汽压的测定实验报告
液体饱和蒸汽压的测定实验报告实验报告:液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的 1.了解液体饱和蒸汽压的概念; 2.掌握液体饱和蒸汽压的测定方法; 3.通过实验测定一种液体的饱和蒸汽压。
二、实验原理液体饱和蒸汽压是指在一定温度下,液体和其饱和蒸汽之间的平衡压强。
在液体表面,液体分子不断从液态转变为气态,而在气体中,气体分子也不断从气态转变为液态。
当液体和气体达到动态平衡时,液体饱和蒸汽压就被称为液体的饱和蒸汽压。
实验中,我们可以通过测定液体的饱和蒸汽压来推断液体的性质和纯度。
根据饱和蒸汽压与温度之间的关系,我们可以通过实验测定不同温度下的饱和蒸汽压,并绘制出饱和蒸汽压-温度曲线,从而获得液体的饱和蒸汽压。
三、实验仪器和试剂 1.实验仪器:饱和蒸气压计、温度计、玻璃容器、烧杯等; 2.试剂:待测液体。
四、实验步骤 1.准备工作:将玻璃容器清洗干净,并在容器底部放置一定量的待测液体; 2.实验操作:(1)将饱和蒸气压计的压强表调零,并将压强表与玻璃容器相连;(2)将温度计放置在玻璃容器中,记录初始温度;(3)在恒温水浴中加热玻璃容器,使温度逐渐升高,同时记录相应的压强值和温度值;(4)当压强值达到稳定后,记录最终温度和压强值;(5)根据实验数据,计算出不同温度下的饱和蒸汽压。
五、实验结果与分析根据实验数据,我们可以绘制出饱和蒸汽压-温度曲线。
曲线上的每个点代表了不同温度下的饱和蒸汽压。
通过曲线,我们可以得到液体在不同温度下的饱和蒸汽压,从而推断液体的性质和纯度。
六、实验注意事项 1.实验操作过程中,应注意安全,避免烫伤和其他意外事故; 2.实验时要注意温度的控制,避免温度过高或过低对实验结果的影响; 3.实验结束后,要及时清洗实验仪器和容器。
七、实验总结通过本次实验,我们了解了液体饱和蒸汽压的概念和测定方法,并通过实验测定了一种液体的饱和蒸汽压。
实验中,我们掌握了使用饱和蒸气压计和温度计测量饱和蒸汽压的技巧,并通过绘制饱和蒸汽压-温度曲线获得了液体的饱和蒸汽压。
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实验二液体饱和蒸汽压的测定摘要:本实验采取动态法,通过测定在不同外部压力下水的沸点来确定不同温度条件下水的饱和蒸汽压同温度的关系。
根据实验结果对克拉贝龙—克劳修斯方程进行了验证,并由此方程计算出纯水的平均摩尔汽化热。
关键词:沸点饱和蒸汽压摩尔汽化热克拉贝龙—克劳修斯方程Experiment No.2: The Determination of SaturatedVapor Pressure of the LiquidAbstract: In this experiment, we determined the boiling point of pure water under different exterior pressures in order to make sure the relationship of saturated vapor pressures and temperature, by using ‘Dynamic Method’. According to the result, we validate Clapeyron-Clausuis Equation, and then calculated the molar heat of vaporization of pure water.Key words: Saturated vapor pressure Molar heat of vaporization Clausius-Clapeyron Equation Boiling point1. 前言在封闭体系中,当液相的蒸发速度与相应气相的凝聚速度相等时,体系达到动态平衡,此时的蒸气压为该温度下的饱和蒸气压,液体的饱和蒸气压等于外压时的温度为液体的沸点,因此沸点是随外压变化的,当外压为101325Pa时,称之为正常沸点。
每蒸发1mol液体所需的热量称该温度下的摩尔汽化热。
克拉贝龙-克劳修斯方程描述了饱和蒸气压,温度与摩尔汽化热之间的关系:d d vap mln p THRT =∆2它是克拉贝龙方程式的简化形式,可以根据该式测定液体的饱和蒸气压。
饱和蒸汽压是液体工质最基本的物性参数之一, 是化工、生产、科研、设计过程中的重要基础数据,所以掌握通常测量饱和蒸气压的方法具有很大的实际意义。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种:静态法,动态法和饱和气流法。
动态法是指在不同外界压力下, 测定液体的沸点, 又称沸点法。
动态法与其它两种方法相比具有操作简单,结果比较准确的优点,适用于蒸气压不太高的液体。
本实验采用动态法来测量水的饱和蒸气压,并由此得到水的正常沸点和摩尔汽化热。
2. 实验部分2.1 仪器与试剂BY型U形压力计江苏省常州市东风仪表厂2XZ-2B型旋片真空泵上海真空泵厂G型单相串激电动机本溪微电机厂6511型电动搅拌机调速器上海标本模型厂调压变压器苏州电器厂Fortin式大气压计;1/10刻度水银温度计HEGON电炉;热得快缓冲瓶;真空储气瓶。
实验步骤1)记录实验开始和结束时的大气压强和气温;2)将缓冲瓶与大气连通,加热大烧杯中的水。
沸腾后继续煮沸5~10分钟以驱赶空气,再停止加热,让水浴温度在搅拌中缓慢下降。
当B、C液面等高时,读取温度数据和气压差数据;3)关闭缓冲瓶与大气之间的通道,利用安全瓶中的真空降低体系的外压。
每次降压约40mmHg,液体会再次沸腾,当B、C液面等高时,读取一组温度数据和气压差数据。
反复降压直到汞高刻度相差约400mmHg为止。
4)上述两步平行重复三次。
注意事项1)每测完一组温度和压差的数据以后,要赶快对给体系加热,使环境的空气不会进入到体系中去;。
2)煮沸时间要足够长使得平衡管A 管和B 管之间的空气赶净; 3 ) 读取温度和压力计的凑数时要快和要准; 4 ) 平衡管要完全浸入水槽的液面以下。
3.结果与讨论3.1 实验结果三组平行实验计算的纯水的平均摩尔汽化热和正常沸点如下: Δ vap H m1=42.14±0.55kJ/mol T b1=372.61K Δ vap H m2=42.68±0.11kJ/mol T b2=372.47K Δ vap H m3=43.74±0.64kJ/mol T b3=372.27K 平均值:Δ vap H m =42.85±0.43kJ/mol T b = 372.45 K各组数据的P ~ T 图和Ln(P) ~ 1/T 图详见附件中的Fig A1 ~ Fig A6.3.2 结果讨论1)与文献值的比对在373.15k 时Δ vap H m =40.70kJ/mol η1=(42.14-40.70)/40.7=3.54% η1=(42.68-40.70)/40.7=4.86% η1=(43.74-40.70)/40.7=7.47% η=(42.85-40.70)/40.7=5.28% 纯水正常沸点T b =373.15Kη1=(372.61-373.15)/ 373.15=-0.14% η2=(372.47-373.15)/ 373.15=-0.18% η3=(372.27-373.15)/ 373.15=-0.24% η=(372.45-373.15)/ 373.15=-0.19%2)结果的误差分析由上面的比对,实验测得的摩尔汽化热误差在百分之五左右,存在着一定的系统误差,下面具体对误差产生的原因和影响进行讨论。
①克拉贝龙-克劳休斯方程实际是克拉贝龙方程的简化,其假设条件是所研究体系为纯物质的气-液两相平衡体系,忽略液体体积并假设水蒸气为理想气体;而在本实验中,为了简化成线性方程来处理又将Δ vap H m 视作常数。
这些理论上的假设与实际实验条件并不完全相符, 下面我们来具体讨论这些假设的不符之处。
a.被研究体系中理论上只有液态水和水蒸气,但实际上会有一些空气残留,空气不易完全赶尽,待测体系中混有空气时对饱和蒸汽压的测定会产生影响:ln ()g mle g g p V p p p RT **⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭在上述公式中,P g ≠为没有惰性气体存在时液体的饱和蒸气压,P g 为有惰性气体存在且总压为P e 时液体的饱和蒸气压。
在总压一定的情况下,混入的空气压强越大,液体饱和蒸汽压就越小,沸点相应偏小。
b. 沸点附近的液体蒸气与理想气体间存在着一定的差异,此时的压强并非很低,蒸气分子之间的作用力还比较强。
c. 将Δ vap H m 视作常数简化为线性方程后求出的Δvap H m ,实际上是一个温度介于80℃和100℃之间某温度的Δ vap H m 值,由T able1可以看出它比100℃下的Δ vap H m 大,于是造成了实验结果偏大。
Table1.不同温度下水的摩尔汽化热 T [℃] ΔH [kJ/kg] ΔH [kJ/mol]80 2307.3 41.58 85 2295.3 41.36 90 2283.1 41.14 95 2271.0 40.92 1002258.440.70②U 型压强计的两段水封并非完全平齐, 因此在数据处理时对每列压强差数据都要减去这个初始的偏差值,由于本次实验中两段水封几乎以平齐,故没有进行这样的处理。
③读压强计和温度计的示数需要在平衡管中液面齐平的一瞬间完成,且两者都不太易读准确,所以容易造成读数误差。
3.3 思考和补充1)关于实验的改进平衡管的上端接着冷凝管,水蒸气在这里会被冷凝成液态流回到平衡管中,随着实验的进行,平衡管B 、C 球之间的液柱中积水会渐渐增多,影响B 、C 液面相平的判断。
我建议在平衡管与冷凝管之间插入一段三通管,使冷凝水能暂存在三通管中而不会流回到平衡管。
另外为了防止倒吸和爆沸,还可以对平衡管进行改进。
2)关于沸点的讨论从P~T 图我们可以看到沸点与压强的正相关关系,实际上水的沸点T (摄氏度)和压强P (mmHg )之间有这样一个关系式:T=100.00+0.0367(P-760)-0.000023(P-760)^2。
此外,液体的沸点也随海拔高度而改变,高度越高,液体沸点越低,并有下面的近似计算式:61373.15()18.7*10T -=+(K).3)心得体会本次试验操作简单,主要是通过实验让我们进一步理解饱和蒸汽压的相关概念。
另外通过实验我掌握了如何用动态法测定液体摩尔汽化热,它中间的思想是值得仔细体会的,从公式中看似乎要在不同温度下测饱和蒸气压,但实际上反过来做更方便,即在不同外部压力下测定液体的沸点,通过达到沸点时液体的饱和蒸气压与外压相等得到了该沸点温度下的饱和蒸气压。
这正是“反弹琵琶”的妙用。
3.4 实验结论本次试验测得纯水的平均摩尔汽化热为42.85,正常沸点为T b = 372.45 K;在80~100℃的范围内饱和蒸汽压和沸点基本满足克拉贝龙—克劳修斯方程。
参考文献:[1] 崔献英,柯燕雄,单绍纯.物理化学实验[M].中国科技大学出版社,2000: 29~32.[2] 付献彩,沈文霞,姚天扬,侯文华.《物理化学》(第五版)上册[M].高等教育出版社,2005:277~280.[3] 吴泳华,霍剑青,熊永红.大学物理实验(第一册) [M], 高等教育出版社, 2001[4] 刘士星.化工原理[M],中国科学技术大学出版社, 1994.[5] 周蔚,段平和,李森男.纯液体饱和蒸气压测定实验改进[J],洛阳师范学院学报,2005,(5):118~120.附件:实验数据处理1.数据记录1.1 环境状况大气压:768.45mmHg(始),769.25mmHg(末);室温:14.30℃(始),13.72℃(末)。
1.2 仪器参数1/10℃分度水银温度计测量误差:0.05℃(不使用放大镜);1mm刻度直尺测量误差:0.5mm(不使用放大镜)。
实验数据Table A1第一组1 2 3 4 5 6 7 8910 11 12T / ℃99.6098.2096.8095.6094.592.691.489.187.8586.284.382.25h1 / cm -35.0-11.01.519.35.0 53.0 65.0 85.5102.5120.136.5152.h2 / cm -35.0-63.5-76.5-93.0-107.5-125.0-139.0-157.0-176.0-190.0-210.0-224.0Table A2第二组1 2 3 4 5 6 7 8910 11 12T 99.98.96.95.93.591.989.688.085.983.580.777.9/ ℃70 10 80 30 0 0 0 0 0 5 0 0h1 / cm -35.0-15.52.021.41.5 60.0 83.5101.5121.5141.5163.5184.h2 / -35-57-75-93-114-133-158-174-193-215-236-257组1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12T / ℃99.4097.6596.8095.5094.392.089.988.286.0583.881.878.1h1 / cm -35.0-14.0-2.17.537.5 60.0 82.0 98.0119.5141.163.182.h2 / cm -35.0-58.0-72.5-90.5-110.0-134.0-154.0-172.5-193.5-213.0-236.0-254.0注:在进行第一组测量时,测到第12组才使Δh到达400mm左右,所以为了保证三组数据的一致性,每组都测了12组。