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液体饱和蒸汽压的测定
摘要:
本实验对液体饱和蒸汽压与温度的关系作了实验上的研究,通过测量不同温度条件下环己烷的饱和蒸汽压,对克劳修斯-克拉贝龙方程进行了验证,并根据建立起的经验方程式,求算得到液体的平均摩尔汽化热。
关键词:
饱和蒸汽压温度克劳修斯-克拉贝龙方程摩尔汽化热
Abstract:
The experiments of liquid saturated steam pressure and temperature of the relationship between experimental research, through measuring different temperature condition of cyclohexane saturation steam pressure, of Clausius-g John rabe dragon equation verification, and according to the experience of the established formula, calculate the average QiHuaRe Moore get liquid.
Key-words:
saturated vapor pressure temperature
the Clausius-Clapeyron equation average molar heat of vaporization
前言:
一、实验原理
在封闭体系中,液体很快和它的蒸汽达到平衡。这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。蒸发一摩尔液体需要吸收的热量,即为该温度下液体的摩尔汽化热。它们的关系可用克拉贝龙~克劳修斯方程表示:
(1-1)
DH:摩尔汽化热(J·mol-1) R:气体常数(·mol-1·K-1)
若温度改变的区间不大,DH可视为为常数(实际上DH与温度有关)。积分上式得:
(1-2)
或(1-3)
常数,。(3)式表明与有线性关系。作图可得一直线,斜率为-
B。因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热DH。
(1-4)
(760mmHg)时,液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。在图上,也可以求出液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种:
1、静态法:在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。
2、动态法:在不同外部压力下测定液体的沸点。
3、饱和气流法:在液体表面上通过干燥的气流,调节气流速度,使之能被液体的蒸汽所饱和,然后进行气体分析,计算液体的蒸汽压。
本实验利用第二种方法。此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点,也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。
仪器和药品
液体饱和蒸汽测定仪 1套
福廷式压力计 1支
1/10°C温度计 1支
搅拌马达(增力电动搅拌器)【金坛市环宇科学仪器厂 JJ-1_W型】 1台
真空稳压包【南京大学应用物理所监制(南大万和 NJUWH) WYB-I型】 3个
加热电炉(控温仪)【南京南大万和科技有限公司 DTC-2AI型】 1个
抽气泵(循环水式多用真空泵)【郑州长城科工贸有限公司(狮鼎牌)】 1台
真空泵具体参数如下:
型号:SHB-III
功率:180 W
工作电压:220 V
额定电流: A
频率:50Hz
工作水温:4-10 ℃
极限真空: MPa
抽气量:10 L/min
实验用冷却物质:环己烷(六氢化苯)沸点:80. 7 ℃饱和蒸汽压: kPa ( ℃)
三、装置简介
图3--1中,平衡管由三个相连通的玻璃球构成,顶部与冷凝管相连。冷凝管与U形压力计6和缓冲瓶7相接。在缓冲瓶7和安全瓶11之间,接一活塞9,用来调节测量体系的压力。安全瓶中的负压通过真空泵抽真空来实现。安全瓶和真空泵之间有一三通阀,通过它可以正确地操作真空泵的启动和关闭。A球中装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸汽,并且当B管与C管的液面处于同一水平时,表示B管液面上的蒸汽压(即A球面上的蒸汽压)与加在C管液面上的外压相等。此时体系汽液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。用当时读得的大气压减去压差计两水银柱的高度差,即为该温度下液体的饱和蒸汽压。

图3-1 纯液体饱和蒸汽压测定装置图
1-盛水大烧杯;2-温度计(°);3-搅拌;4-平衡管;5-冷凝管;6-开口U形水银压力计;7-具有保护罩的缓冲瓶;8-进气活塞;9-抽气活塞;10-放空活塞;11-安全瓶;12、13