1、乙醇飽和蒸汽壓的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告院（系）生化系年級(jí)2011級(jí)專(zhuān)業(yè)化學(xué)工程與工藝姓名呂志超學(xué)號(hào)1140902030課程名稱(chēng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期2013年10月10日指導(dǎo)老師胡皓冰實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解液體飽和蒸氣壓的定義和氣液兩相平衡的概念，了解克勞修斯-克拉貝龍方程式了解真空泵、氣壓計(jì)、真空表的構(gòu)造，掌握其使用方法學(xué)會(huì)用動(dòng)態(tài)法測(cè)定液體的飽和蒸氣壓并求平均摩爾氣化熱實(shí)驗(yàn)原理飽和蒸氣壓是指在一定溫度下純液體處丁平衡狀態(tài)時(shí)的蒸氣壓力。液體分子從表面逃逸而成蒸氣，蒸氣分子乂會(huì)因碰撞而凝結(jié)成液相，當(dāng)兩者達(dá)到平衡時(shí)，氣相中該分子具有的壓力就稱(chēng)為飽和蒸氣壓。當(dāng)液體處丁沸騰狀態(tài)時(shí)，其上方的壓力即為其飽和蒸氣壓。溫度不同

2、，分子從液體逃逸的速度不同，因此飽和蒸氣壓不同。飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可用克-克方程來(lái)表示：dTRT2式中的P*即為飽和蒸氣壓，vap闿為液體的摩爾氣化熱。對(duì)該式進(jìn)行積分，可得：此式表示在一定溫度范圍內(nèi)，液體飽和蒸氣壓的對(duì)數(shù)值與溫度的倒數(shù)成正比。如果測(cè)定出液體在各溫度下的飽和蒸氣壓，在坐標(biāo)系中以lnp*對(duì)1/T作圖，可得一條直線，根據(jù)直線斜率可求出液體的摩爾汽化熱。將該直線外推到壓力為常壓時(shí)的溫度，即為液體的正常沸點(diǎn)。測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法有三種，分別為動(dòng)態(tài)法、靜態(tài)法和飽和氣流法。動(dòng)態(tài)法是指在連續(xù)改變體系壓力的同時(shí)測(cè)定隨之改變的沸點(diǎn)；靜態(tài)法是指在密閉體系中改變溫度而直接測(cè)定液體上方氣相的壓力

3、；飽和氣流法是在一定的液體溫度下，采用惰性氣體流過(guò)液體，使氣體被液體所飽和，測(cè)定流出的氣體所帶的液體物質(zhì)的量而求出其飽和蒸氣壓。本實(shí)驗(yàn)采用動(dòng)態(tài)法進(jìn)行測(cè)量。用于動(dòng)態(tài)法測(cè)定的儀器稱(chēng)為飽和蒸氣壓測(cè)定儀，它是由真空系統(tǒng)、平衡管、蒸僻裝置、真空表等部分組成。在蒸僻裝置中加入要測(cè)定飽和蒸氣壓的液體后，將系統(tǒng)抽真空，對(duì)液體加熱。當(dāng)液體沸騰時(shí)，同時(shí)讀出體系的真空度和液體的溫度（液體的飽和蒸氣壓為大氣壓讀數(shù)值加真空度表的表壓讀數(shù)值，液體的溫度即為沸點(diǎn)）。通過(guò)放氣閥放入空氣使體系真空度減小，此時(shí)液體將不再沸騰，繼續(xù)加熱至沸騰，乂可讀出一組沸點(diǎn)-飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)。如此不斷提高系統(tǒng)壓力可得到一系列溫度-壓力數(shù)據(jù)。根據(jù)克

4、-克方程，繪制lnp/kPa對(duì)1/T關(guān)系圖，可求出摩爾汽化熱。本實(shí)驗(yàn)用靜態(tài)法直接測(cè)定乙醇在一定溫度下的蒸汽壓。儀器與試劑儀器：DPCY-2CS飽和蒸汽壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器一套，HK-1D型恒溫水槽一套，WYB-1型真空穩(wěn)壓包一個(gè)，穩(wěn)壓瓶一個(gè)，安全瓶一個(gè)。1. 試劑：無(wú)水乙醇實(shí)驗(yàn)步驟讀取室溫及大氣壓。2. 2打開(kāi)實(shí)驗(yàn)儀器電源，預(yù)熱5分鐘，選擇開(kāi)關(guān)到Kpa檔位，按下活零鍵，顯示數(shù)值為0.00打開(kāi)HK-1D型恒溫水槽電源，設(shè)定溫度為25度，接通冷凝水，同時(shí)調(diào)節(jié)攪拌器勻速攪拌，目的是使等壓計(jì)內(nèi)外溫度平衡，用WYB-2®空氣穩(wěn)壓包控制抽氣速度，抽氣減壓包溢出的速度以一個(gè)一個(gè)的溢出為最佳，直至氣體微沸

5、，3. 如此沸騰35分鐘，可認(rèn)為空氣被排除十凈，壓力顯示約為-94Kpa抽氣結(jié)束后，先關(guān)閉空氣穩(wěn)壓包上與穩(wěn)壓瓶項(xiàng)相連的閥門(mén)，再關(guān)閉另一測(cè)發(fā)閥門(mén)，打開(kāi)與空氣相連的安全瓶活塞，通大氣，最后關(guān)閉電源當(dāng)空氣被排除十凈后，且體系溫度恒定，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)壓瓶上的直通活塞H,緩緩放入空氣，直至B,C管中液面齊平，關(guān)閉活塞H,記錄溫度與壓力，然后將恒溫槽溫度升高5度，當(dāng)液體再次沸騰，溫度恒定后，再次放入空氣使BC齊平，記錄溫度和壓力，依次測(cè)定，共測(cè)5個(gè)數(shù)值，升高溫度間隔為5度。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再讀一次大氣壓與室溫，關(guān)閉電源，打開(kāi)真空穩(wěn)壓包上中間的閥門(mén)，將體系放入空氣，待等位計(jì)內(nèi)乙醇冷卻后，關(guān)掉冷凝水。整理好實(shí)驗(yàn)儀器，

6、但不要拆除裝置。注意事項(xiàng)1抽真空前后，與真空泵連接的安全瓶，都要通大氣。2嚴(yán)格控制抽真空速度，不可過(guò)快。觀察U型管氣泡不要成申3實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，一定要用真空穩(wěn)壓包上中間的閥門(mén)緩緩?fù)ù髿?，防止封閉液過(guò)多流入球內(nèi)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理室溫：T=27.5C大氣壓:P=100.51KPa數(shù)字壓力計(jì)讀數(shù)/Kpat/C第一次第二次平均值乙醇蒸汽壓P(P=P氣+P壓力計(jì))/KPa30.3C-87.81-87.92-87.8712.6435.4C-84.93-84.89-84.9115.639.9C-81.39-81.48-81.4419.0745.2C-76.18-76.19-76.1824.3350.4C-69

7、.34-69.77-69.5630.95t/CT273+t/C/K（1/T）X103/K-1P乙醇/KPalog（P乙醇/KPa）30.3C303.3K3.29712.641.10174707435.4C308.4K3.24315.61.19312459839.9C312.9K3.19619.071.28035069345.2C318.2K3.14324.331.38614210950.4C323.4K3.09230.951.490660653以logP對(duì)1/T作圖:logP-1/T2y=-1.9035x+7.37061.5log（P乙醇/KPa）線性（log（P乙醇/KPa）Plog10.503.083.123.163.23.243.283.32（1/T）X103乙醇的摩爾汽化熱的求算：由圖可知直線斜率：m=-1.9035乂：m=-AvapHm/(2.303R)vapHm=-m(2.303R)=1.9035X2.303X8.314=36.45KJ/mol問(wèn)題與討論1. 克勞修斯一克拉貝龍方程式在什么條件下適用？答：在界定的溫度范圍內(nèi)H變化不大，可視為常數(shù)；另外對(duì)丁處丁非平衡的狀態(tài)不能應(yīng)用該方程。2. 如果平衡管a、c內(nèi)空氣未被驅(qū)除干凈，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：影響讀數(shù)