《物理化学实验课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学实验课件.ppt（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、物理化学实验课件,化学化工学院 物理化学实验室,2,实验一 液体饱和蒸气压的测定,指导教师 王 素 娜,3,实验一 液体饱和蒸气压的测定,4,一 实验目的和要求, 掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作 方法，学会由图解法求其平均摩尔气化热和正 常沸点。 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳 修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方程式的 意义。 了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及 精密数字压力计的使用及注意事项。,5,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1mol液体所吸收的热量称为该温度
2、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时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。,二 实验原理,6,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:,二 实验原理,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，积分上式，得:,式中，R为摩尔气体常数;T为热力学温度;vapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。,(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
3、一直线，直线的斜率为 - vapHm /R，由斜率可求算液体的vapHm。,7,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，如实验步骤中的图1所示。 用静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压的实验方法，有升温法和降温法二种。,二 实验原理,8,恒温水浴 1套； 平衡管 1套； 精密数字压力计 1台； 真空泵及缓冲储气罐 1套； 蒸馏水； 无水乙醇（A.R.）。,三 仪器药品,9,升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,图1 纯液体饱和蒸气压测定装置图,实验装置,10,1. 装样 从
4、加样口注入乙醇，关闭平衡阀，打开进气阀。启动油泵，抽至气泡成串上窜，可关闭进气阀，打开平衡阀漏入空气，使乙醇充满试样球体积的三分之二和U型管双臂的大部分。 2、检漏，系统气密性检查 接通冷凝水，关闭小缓冲瓶上的空气活塞，旋转大缓冲瓶与真空泵之间的连通活塞使系统与真空泵接通，开动真空泵，抽气减压至负压计显示屏数值为6070kPa左右时，关闭大缓冲瓶上的活塞，使系统与真空泵、大气皆不通。观察数字负压计的数值，如负压计的数值在数分钟内维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查，排除漏气故障。,四 实验步骤,11,3.排除系统内的空气 系统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。
5、测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证待测液面上的压力为液体的蒸气压。排除方法为：先将接通冷凝水，接通恒温水浴，调节水浴温度（比第一测定温度值低2），抽气降压至液体轻微沸腾，此时系统内的空气不断随蒸气逸出，如此沸腾数分钟，可认为空气被排除干净。,四 实验步骤,12,4.饱和蒸气压的测定 待空气排除干净且体系温度恒定后（30），打开小缓冲瓶上的活塞 缓缓放入空气（切不可太快，以免空气倒灌入平衡管中，如果发生空气倒灌，则须重新排除空气)，直至平衡管中的U型部分液面平齐，关闭小缓冲瓶上的活塞，立即记录温度与负压计显示的数值（如果放入空气过多，则须先抽气，再调平齐）。 然后，将恒温水浴温度升高3，因
6、温度升高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不断沸腾。为了避免平衡管中液体大量蒸发，应随时打开小缓冲瓶上的通气活塞缓缓放入少量空气，防止平衡管中的液体暴沸。当体系温度恒定后，再次放入空气使平衡管中的U型部分液面平齐，记录温度和负压。然后依次每升高3，测定一次负压，依次测定36 ，39 ，42 ，45 ，48 ，51 时乙醇的蒸气压值。测定过程中如不慎使空气倒灌入试样球，则需重新抽真空后方可继续测定。,四 实验步骤,13,五 注意事项,减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。,抽气速度要合适，必须防止平衡管内液体沸腾过剧，致使B管内液体快速蒸发。, 实验过程中，必须充分排除净AB弯管空
7、间中全部空气，使B管液面上空只含液体的蒸气分子。AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。,测定中，打开进空气活塞时，切不可太快，以免空气倒灌入AB弯管的空间中。如果发生倒灌，则必须重新排除空气。,在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油倒吸，造成事故。,平衡阀2容易出现问题，一直保持打开状态，不用再调节。,14,六 数据处理,1.数据记录表 大气压 kPa 室温 ,温度（） 负压值（KPa）,15,2.数据处理表,六 数据处理,16,3.绘出乙醇的蒸气压温度曲线。 4.以lnp对 1/T 作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度间隔内水的平均摩尔气化热vap
8、Hm，通过图求出乙醇的正常沸点。,六 数据处理,17,七 实验讨论,降温法测定不同温度下纯水的饱和蒸气压 1. 接通冷凝水，调节三通活塞使系统降压13kPa(约100mm汞柱)，加热水浴至沸腾，此时A管中的水部分气化，水蒸气夹带AB弯管内的空气一起从C管液面逸出，继续维持10min以上，以保证彻底驱尽AB弯管内的空气。 2. 停止加热，控制水浴冷却速度在1/min内，此时液体的蒸气压(即B管上空的压力)随温度下降而逐渐降低，待降至与C管的压力相等时，则B、C两管液面应平齐，立即记下此瞬间的温度（精确至1/100摄氏度）和压力计之压力，同时读取辅助温度计的温度值和露茎温度，以备对温度计进行校正。
9、读数后立即旋转三通活塞抽气，使系统再降压10kPa(约80mm汞柱)并继续降温，待B、C两管液面再次平齐时，记下此瞬间的温度和压力。如此重复10次（注意实验中每次递减的压力要逐渐减小），分别记录一系列的B、C管液面平齐时对应的温度和压力。 3. 在降温法测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排净AB弯管内之空气。,18,1、试分析引起本实验误差的因素有哪些？ 2、为什么AB弯管中的空气要排干净？怎样操作？怎样防止空气倒灌？ 3、本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸汽压？为什么？ 4、试说明压力计中所读数值是否是纯液体的饱和蒸气压？ 5、为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气相通才能关闭真空泵？,八 思考题,19,谢谢使用本课件,20,本实验请同学们参考其它学校的视频文件,友情衔接,