氯化钠溶液饱和蒸汽压测定实验.doc

PAGE 4 实验九 氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验 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Antoine方程进行关联，得出模型参数。 测定体系：质量分数15%的 NaCl-H2O 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。 Antoine方程是最基础的蒸气压关联方程。其适用范围在3~200kPa，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 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； Ai、Bi——Antoine方程中的参数，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n=3。 三、仪器 该装置采用动态沸点法测定溶液饱和蒸气压，具有快速、准确等优点。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、压力数据采集器、温度数据采集器、大气压力表等部分组成。 实验时，烧瓶中放入待测溶液约250ml,装置中所有玻璃管和玻璃管的连接处均涂有真空硅脂，玻璃管和橡胶管之间均涂有真空泥，以确保系统的密封性能。 药品 氯化钠（99.5%） 去离子水 操作步骤 （1）将待测溶液（质量分数为15%的NaCl水溶液）约250ml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-4℃的冷却乙醇（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），（6），直到实验结束。 （8）结束实验，对试验后的装置和试剂进行处理。 实验数据记录与处理 实验原始数据： 温度/℃ 压力/kPa 32.16 4.24 39.25 6.32 47.38 9.71 50.03 11.05 59.56 17.48 69.18 26.66 76.60 36.73 80.04 41.79 88.44 58.75 初步数据处理： 温度/℃ 压力/kPa 温度T/K 1000/(T-43.15)/K-1 lg P 32.16 4.24 305.31 3.8145 0.6274 39.25 6.32 312.40 3.7140 0.8007 47.38 9.71 320.53 3.6052 0.9872 50.03 11.05 323.18 3.5710 1.0434 59.56 17.48 332.71 3.4535 1.2425 69.18 26.66 342.33 3.3425 1.4259 76.60 36.73 349.75 3.2616 1.5650 80.04 41.79 353.19 3.2254 1.6211 88.44 58.75 361.59 3.1403 1.7690 用Matlab的fittype函数求解Antoine方程各参数的初值。 令x=1000/(T-43.15)，y= lg p。 Matlab命令为： clc; clear; x=[3.8145 3.7140 3.6052 3.5710 3.4535 3.3425 3.2616 3.2254 3.1403] y=[0.6274 0.8007 0.9872 1.0434 1.2425 1.4259 1.5650 1.6211 1.7690] A0=[] A1=[] A2=[] A3=[] B0=[] B1=[] B2=[] B3=[] y1=fittype((A0+(x*B0))+(A1+(x*B1))*15+(A2+(x*B2))*15^2+(A3+(x*B3))*15^3,independent,x) cfun = fit(x,y,y1) 运行后，得到： A0 = 0.8145 (-3.023e+044, 3.023e+044