化学化工实验教学中心.PPT

二、实验原理 二、实验原理 二、实验原理 2、系统气密性检查 关闭平衡阀1，打开进气阀使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计显示为-90.0kPa时，关闭平衡阀2，使系统与真空泵、大气皆不通。观察压力计读数，如读数能在2分钟内几乎维持不变（ΔP≤0.1kPa），则表明系统不漏气。否则应逐段检查，消除漏气原因。 * 物理化学实验（EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY） * 液体饱和蒸气压的测量 1、明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系-克劳修斯—克拉贝龙方程式。测定的实验原理; 2、用等压管法测定不同温度下水的饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术; 3、学会用图解法求被测液体在所测温度范围内的平均摩尔汽化焓及正常沸点。 一、实验目的 液体饱和蒸气压的测量 二、实验原理 液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，气液两相平衡时蒸气的压力。处于一定温度下的纯液体，其中动能较大的分子，要不断地从液体表面逸出变成蒸气，此过程称为蒸发；与此同时，也会有蒸气分子回到液体中，此过程称为凝聚。当蒸发与凝聚的速率相等时，就达到了动态平衡，此时的蒸气压力就是该温度下液体的饱和蒸气压。温度越高，能逸出液面的分子数越多，因此，达到动态平衡时，液面上的饱和蒸气压就越高。当液体的饱和蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾，此时的温度称为液体的沸点。液体的沸点随外压的变化而变化，若外压为标准压力（取100KPa），则液体沸点就称为正常沸点。 单位物质的量的液体蒸发过程的焓变，即为该液体的摩尔气化焓 。 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： 液体饱和蒸气压的测量 由热力学理论，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-1·mol-1 由上式可知，若以 lnp 对 1/T 作图应得一直线，由直线的斜率k得到 液体饱和蒸气压的测量 由实验测定几个不同温度下饱和蒸气压，用图解法求得直线的斜率k，根据上式即可求出 测定饱和蒸气压的方法有动态法、比较法、饱和气流法、静态法等。本实验采用静态法。即在一定的温度下，直接测定体系的压力，测定时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，其外形如右图所示。 等压管示意图 A B C 液体饱和蒸气压的测量 球a中盛有被测液体，U 形管bc部分以被测液体作为封闭液。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直接读出。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。 液体饱和蒸气压的测量 三、实验仪器与药品 等位计； 冷凝管； 缓冲储气罐; 循环水真空泵； 数字式压力计； 液体饱和蒸气压的测量 四、实验装置图 液体饱和蒸气压测定装置图 1、装置仪器 将待测液体装入平衡管中，A球约1/2～2/3体积，B和C球适量，然后按图连接好各部分。 初始状态：平衡阀1、平衡阀2、进气阀均应打开。 打开数字真空压力计，待数字稳定后按采零键。显示应为 0.0 。 液体饱和蒸气压的测量 五、实验步骤 采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压 液体饱和蒸气压的测量 液体饱和蒸气压的测量 五、实验步骤 3、排除AB弯管空间内的空气 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。 排除方法为:先将恒温槽温度调至第一个温度值接通冷凝水，关闭平衡阀1，打开平衡阀2和进气阀。抽气降压至液体沸腾，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管逸出，如此沸腾3分钟，可认为空气被排除干净。 液体饱和蒸气压的测量 五、实验步骤 4、饱和蒸气压的测定 排净空气，且体系温度恒定后，关闭平衡阀2和进气阀。打开平衡