氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验

北京化工大学

化工专业实验报告

实验名称：实验一氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验

班级：化工1204

姓名：张德奇

学号： 2012011114

实验日期： 2015-11-16

实验一氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验

一、实验目的

测定不同温度下氯化钠溶液的饱和蒸气压数据，采用Antonie方程进行关联，得出模型参数。

测定体系：NaCl-H2O (15%、20%、25%)质量分数

二、实验原理

本实验是采用动态沸点法，当液体的蒸气压与外界压力相等时，液体就会沸腾。沸腾时的温度就是液体的沸点，对应的外界压力就是液体的蒸气压。在不同的外压下，测定液体的沸点，从而得到液体在不同温度下的饱和蒸气压。

动态法的测压范围多为常压以下，适用于高沸点液体蒸气压的测定。实验系统简单，安装方便，测量简单、迅速。实验时，先将体系抽气至一定的真空度，测定此压力下液体的沸点，然后逐次往系统放入空气，增加外界压力，并测定相应的沸点。

三、仪器

该装置采用动态沸点法测定水溶液饱和蒸气压，具有快速、准确等优点。装置如图1所示。该装置由两口烧瓶（500ml）、恒温油浴槽、强磁力搅拌器、回流冷凝器、低温箱、隔膜真空泵（东京理化器械株式会社）、U型水银压差计、温度数据采集器、大气压力表等部分组成。

图1 溶液饱和蒸气压测定实验装置示意图

实验时，烧瓶中放入待测溶液约250 ml，装置中所有玻璃管和玻璃管的连接处均涂有真空硅脂，玻璃管和橡皮管之间均涂有真空泥，以保证系统的密封性。

四、药品

氯化钠（99.5%），去离子水

五、操作步骤

[1]将待测溶液约250 ml置入烧瓶中，搭建好测定装置。

[2]开启低温箱，在冷凝器中通入-3 ℃的冷却水（低温箱控制水温）。

[3]开启磁力搅拌器。

[4]开启真空泵，调节真空调节阀器使系统稳定于某一较高真空度（例如绝压3kPa）。

[5]开启恒温槽加热，将恒温加热槽设定到一定温度，开始加热。

[6]观察烧瓶中的溶液，当溶液沸腾时，温度读数不变，记下此时压力数据采集器、温度数

据采集器的读数。

[7]调节真空调节阀，使系统稳定于另一较低真空度，继续实验步骤[5]和[6]，直到实验结

束。

[8]结束实验，对实验后的装置和试剂进行处理。

六、实验数据记录与处理

1、实验数据以下表形式表示：

日期：2015-11-16 记录人：张德奇测定体系：NaCl-H2O

2、用Antonie方程拟合饱和蒸气压数据

Antoine方程是最基础的蒸气压关联方程。其适用范围在3～200 kPa，超出此范围所得的压力值一般偏低。

对于混合物而言，Antoine方程的具体形式如下

(1)

式中，p−溶液的饱和蒸气压，单位kPa；

T−温度，单位K；

w−溶质NaCl的质量分数；

A i、

B i−方程(1)中的参数，利用溶液的蒸气压数据回归得到。

已知当溶剂为水时，C= 43.15。关联数据时要求i=3。

七、实验要求

1、测量数据点不少于5个数据点。

2、实验报告要求简明叙述实验目的、原理、操作要点。

3、正确处理实验数据，并与文献中数据进行比较，对结果要加以评价与讨论。

注意事项：

1、高温油浴槽、隔膜真空泵采用电压均为110V，各配备相应的变压器，操作时应注意。

2、系统在负压下操作，抽真空时应特别注意操作步骤，调压阀打开后再开启真空泵。

3、实验操作严格按照操作步骤进行，实验仪器的使用严格按照操作章程进行。

高温油浴槽：

打开开关（显示当前温度）、set、设置温度、set、set（升温）

低温箱：

开启：打开开关、set、设置温度、set、run

关闭：stop、关闭开关

用MATLAB软件处理数据，经过Excel表格进行规划求解可得以下结果A0=0.8146 A1=0.9035 A2=0.08104 A3=-0.005558

B0=0.8425 B1=-1.810 B2=-8.991 B3=0.4538

以第一组数据为例计算

Lgp（实验值）=lg4.01=0.6031

1000/（T-43.15）=1000/（304.44-43.15）=3.8272

Lgp（公式值）有回归得到的Antoine方程求得：

误差平方=（lgp（实验值）-lgp（公式值））^2=

P(公式值)=

p(偏差)=（p（实验值）-p（公式值））/p（实验值）=0.30% 回归得到的Antoine方程为：

以第一组数据为例计算

P（公式值）=

P（误差）=

文献值见末页附表

实验结果讨论：

一、保留的有效数字的位数不同能够影响实验的结果。

二、由实验结果可知，Antoine方程只能够在某个范围内计算饱和蒸汽压有较高的精确度。

三、外部的环境条件会影响沸腾

四、观察沸腾时以肉眼判断，每次观察记录数据时沸腾的程度不能完全保持一致，观察的整个过程中，都有一个人来观察，属于系统误差。设备的精密度，包括传感器的灵敏度会对采集的数据有一定的影响，这也属于系统误差。

附录: 氯化钠溶液文献数据

注：为溶液中NaCl的质量浓度