静态法测定液体的饱和蒸气压讲义.ppt

静态法饱和蒸汽压的测定 平顶山学院化学与环境工程学院 分析与物理化学教研室 理解静态法测定纯液体饱和蒸气压的实验原理； 掌握蒸气压的测量方法和步骤 了解图解法求摩尔气化焓。 实验目的 实验原理 饱和蒸气压 在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力 P系统＝P外 液体沸腾 外压不同时液体的沸点也就不同。 外压为1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。 由热力学理论我们知道，液体饱和蒸气压随温度变化的定量关系，可由克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程给出： 式中p为液体在温度T 时的饱和蒸气压，R为气体常数，R＝8.314J/(K·mol) 在温度较小的变化范围内，可视为与温度无关，积分上式可得： 　 由上式可知，若以 对 作图应得一直线，直线的斜率 所以 　　由实验测定几个不同温度下的饱和蒸气压，用图解法求得直线的斜率m，根据上式即可求出 。  静态法测定饱和蒸气压，要求体系内无杂质气体。为此用一个球管与一个U型管相连，构成了实验测定的装置，其外形如图1所示。 图1 等压计示意图 球a中盛有被测液体，故a称之为样品池，U 形管bc部分以被测液体作为封闭液，这一部分称为等压计。 ?测定时先将a与b之间的空气抽净，然后从c的上方缓慢放入空气，使等压计b、c两端的液面平齐，且不再发生变化时，则ab之间的蒸气压即为此温度下被测液体的饱和蒸气压，因为此饱和蒸气压与c上方的压力相等，而c上方的压力可由压力计得出。温度则由恒温槽内的温度计直接读出，这样可得到一个温度下的饱和蒸气压数据。 当升高温度时，因饱和蒸气压增大，故等压计内b液面逐渐下降，c液面逐渐上升。同样从c的上方再缓慢放入空气，以保持bc两液面的平齐，当恒温槽达到设定的温度且在bc 两液面平齐时，即可读出该温度下的饱和蒸气压。 用同样的方法可测定其它温度下的饱和蒸气压。 饱和蒸气压测定组合装置（饱和蒸气压计、缓冲瓶、冷阱及管路连接盒）一套（图）　　 恒温槽　　　　　　　　　 一套（图）　　 精密数字压力计（低真空压力计） 一台（图）　　 真空泵　　　　　　　　　 一台（图）　　 吸耳球　　　　　　　　　 一个　　 无水乙醇（A.R）　　　　　　　　　 实验测量装置如图2所示。 仪器与药品 静态法测定液体饱和蒸气压的装置　 1.恒温槽 2.等位计 3.冷凝管 5.冷阱 1.向冷阱的杜瓦瓶内加入冰水。取下磨口活塞，用滴管向等压计内加入无水乙醇，再用吸耳球挤压进样品池内，使其中的无水乙醇约为样品池的2/3即可，盖好磨口活塞。 2、接通等压计上部的冷凝水，将恒温槽的水温调节到25℃，打开低压真空压力计6的开关，并记录当天的大气压。 3、将真空泵接到活塞8上，关闭二通活塞10，打开活塞9（在整个实验过程中活塞9始终处于打开状态，无需再动）。启动真空泵，打开活塞8使体系中的空气被抽出，同时将看到低压真空压力计6的读数发生变化。 当等压计内的无水乙醇沸腾3—5分钟后，关闭活塞8和真空泵，旋转二通活塞10使空气缓慢进入体系中，当等压计U型管两臂液面平齐时关闭活塞10。若等压计液柱再变化，再旋转二通活塞10使液面平齐，待液柱不再变化时，记下恒温槽温度和低压真空压力计6读数。 若液柱始终变化，说明空气未被抽干净，应重新抽气。 4、由上面的操作，得到了25℃时无水乙醇的饱和蒸气压。在该温度下，重复操作步骤3，再进行一次测定，若两次测定的结果相差不小于0.27 Kpa（即2 mmHg），即可进行下一步测定。注意：在第二次测定时，等压计内的无水乙醇可能被抽干，可以在抽气结束后，松开夹在冷凝管上的夹子，轻轻摇晃等压计，使样品池内的无水乙醇溅入等压计内，以保持等压计内有足够量的无水乙醇。 　　 5、调节恒温槽使水温升高5℃，在温度升高过程中，等压计内的液柱将发生变化，应经常旋转二通活塞10，缓慢放入空气，使等压计的液面始终保持平齐。当温度达到25℃时，在液面平齐且不再发生变化的情况下，记下此时的温度和压力计6的读数。 6、重复操作步骤5，测定30℃、35℃、40℃,45 ℃和50 ℃饱和蒸气压。 7、实验结束后，打开二通活塞10，使体系内外压力一致，将冷阱内的无水乙醇倒掉。 8、将上述的实验数据记录于下表中： 9、作 9、作 图，由图中直线的斜率求出样品在实验温度范围内的摩尔气化焓 和正常沸点 。 　　本实验共测定六个温度下的