文档介绍：液体饱和蒸气压的测定
【实验目的】实验目的
、活度和渗透系数等概念。
,了解蒸气压数据的应用。
、沸点升高等溶液性质及稀溶液的依数性。
。
,熟悉福廷式气压计的使用及校正方法,初步掌握真空实验技术。
【实验原理】
在某一温度下,封闭系统中的液体,有动能较大的分子从液相跑到气相,也有动能较小的分子由气相回到液相,当二者的速率相等时,就达到了动态平衡。此时,气相中的蒸气密度不再改变,因而具有一定的饱和蒸气压。当液体饱和蒸气压与液体上方压力相等时,液体就会沸腾,此时温度就是沸点。
纯液体和定组成溶液的饱和蒸气压是温度的单值函数(如单组分处于气液平衡状态时,由相律计算自由度),蒸气压p随温度T的变化可用Clausius-Clapeyron方程表示
(1)
式中是液体的摩尔气化焓,R是摩尔气体常数。假定与温度无关,积分式(1),有
(2)
C为积分常数,与压力p的单位选择有关。若以对1/T作图得一直线,由直线的斜率可求出该液体的摩尔气化焓,实现由易测量数据(蒸气压)求算难测量数据(蒸发焓和蒸发熵,一般需采用复杂的量热学方法测定)的目的,这正是热力学原理起作用的重要方面。
相平衡计算和工业应用中常用Antoine方程描述饱和蒸气压与温度的关系
(3)
A,B,C为Antoine常数。此时可以估算不同温度时的摩尔气化焓和气化熵
(4)
(5)
本实验分别用等压计法(静态)和沸点法(动态)测定纯水在不同温度下的饱和蒸气压。
本实验同时提供测定液体蒸气压的静态法和动态法装置。静态法(等压计法)直接测定待测液体在指定温度时的蒸气压,即固定T测定p得到蒸气压方程。动态法(沸点计法)是测定待测液在指定压力下的沸点,即固定p测定T得到蒸气压方程。静态法测定液体蒸气压所用等压计如图1,装置流程示于图2。图2中,恒温槽和等压计部分改为如图3所示的沸点计即为动态法实验装置。
图1 等压计图2 等压计法实验装置流程示意
1-平衡柱;2-储液球;3-试样 1-接真空泵;2,3,4-三通活塞;5,6-缓冲瓶;
8-接氮气钢瓶(必要时);7,9-活塞;
10-恒温槽;11-等压计;12-接压力计
图3 沸点计法实验装置流程示意
【实验知识点】
饱和蒸汽压的概念
饱和蒸汽压的测定方法
等压计
压力测量,大气压力的校正
温度测量和温度的露茎校正
福廷式气压计和数字式真空测压仪的使用
真空系统
【实验注意事项】
真空泵的使用:在停止实验时,应缓慢将三通活塞打开,使系统通大气,再使真空泵通大气(防止泵中的油倒灌),然后切断电源,然后关闭冷却水,使实验装置复原。
真空系统检漏
动态法中:
加热电压不可过高,加热丝发红,液体能够比较剧烈地沸腾,使液体能够达到稳定的气-液两相平衡。
冷凝管上方的活塞不能关!
静态法实验难度较大,应特别仔细:
测定前必须将等压计内的空气驱赶干净,否则对结果影响很大。
抽气的速度要合适,必须防止等压计内的液体沸腾太激烈,致使管内液体被抽走。
实验过程中,要严防空气倒灌,否则,实验要重做。为了防止空气倒灌,在每次读数(平衡温度和平衡压力)后,