❶ 什麼是純液體飽和蒸汽壓它與哪些因素有關
在密閉條件中,在一定溫度下,與固體或液體處於相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為飽和蒸氣壓。同一物質在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓,並隨著溫度的升高而增大。純溶劑的飽和蒸氣壓大於溶液的飽和蒸氣壓;對於同一物質,固態的飽和蒸氣壓小於液態的飽和蒸氣壓。
在一定溫度下(距離臨界溫度較遠時),純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓,簡稱為蒸氣壓。蒸發一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。
(1)液體飽和蒸氣壓實驗裝置安裝擴展閱讀:
在30℃時,水的飽和蒸氣壓為4132.982Pa,乙醇為10532.438Pa。而在100℃時,水的飽和蒸氣壓增大到101324.72Pa,乙醇為222647.74Pa。飽和蒸氣壓是液體的一項重要物理性質,液體的沸點、液體混合物的相對揮發度等都與之有關。
當汽相壓力的數值達到飽和蒸汽壓力的數值時,液相的水分子仍然不斷地氣化,汽相的水分子也不斷地冷凝成液體,只是由於水的氣化速度等於水蒸汽的冷凝速度,液體量才沒有減少,氣體量也沒有增加,液體和氣體達到動態平衡狀態。
當液體的蒸汽壓達到外壓時,液體即產生沸騰現象,此時的溫度即在該外壓下該液體的沸點。
以水為例,一個大氣壓(101.325kPa)下,若水溫達到100攝氏度,此時水的蒸汽壓正好是一個大氣壓,水開始沸騰,100攝氏度即是一個大氣壓下水的沸點。
再如,高海拔地區會出現「水燒開了飯燒不熟」的現象,這種現象的實質是水沸騰時溫度遠遠達不到100攝氏度,繼續加熱也不會達到。這一現象有助於理解液體蒸汽壓的特徵3與4。高海拔地區空氣稀少,外壓低於一個大氣壓,依據蒸汽壓的特徵4,水的蒸汽壓會降低,但變化很小。
依據蒸汽壓的特徵3,隨溫度的升高,水的蒸汽壓升高,但相對於高海拔的低外壓,水此時不用達到很高的溫度就可以達到高海拔的低氣壓,發生沸騰,造成沸點降低。
這也是高山不能用水煮飯卻可以用水蒸飯的原因(煮飯是利用液體水作熱源加熱,而液體水最高溫度僅能達到沸點。蒸飯是利用水蒸氣作熱源,蒸汽還可以通過加熱繼續提高溫度,達到甚至超過100攝氏度)。
❷ 測定飽和蒸氣壓
實驗步驟: 1、熟悉實驗裝置,掌握真空泵的正確使用,了解系統各部分及活塞的作用,讀當日大氣壓。 2、取下平衡管4,洗凈、烘乾,裝入待測液。使A球內有2/3體積的液體。並在B,C管中也加入適量液體,將平衡管接在冷凝管的下端。平衡管中液體的裝法有兩種:一是把A管烘烤,趕走空氣,迅速在C管中加入液體,冷卻A管,把液體吸入。二是將C管中加入液體,將平衡管與一水泵相連接,抽氣,並突然與水泵斷開,讓C管的水流入A管。 3、系統檢漏:管閉活塞8和9,將三通活塞14旋轉至與大氣相通,關閉活塞10,插上真空泵電源,啟動真空泵,將活塞14再轉至與安全瓶11相通,抽氣5分鍾,再將活塞14旋至與大氣相通,拔掉真空泵電源,停止抽氣。這樣做是為了防止真空泵油倒吸。用活塞9調節緩沖瓶的真空度,使U形壓力計兩臂水銀柱高低差為20—40毫米,關閉活塞9。仔細觀察壓力計兩臂的高度,在10分鍾內不變化,證明不漏氣,可開始做實驗。否則應該認真檢查各介面,直到不漏氣為止。 4、不同溫度下液體飽和蒸汽壓的測定: A、將平衡管浸入盛有蒸餾水的大燒杯中,並使其全部浸沒在液體中。插上電爐加熱,同時開冷卻水,開啟攪拌馬達,使水浴中的水溫度均勻。 B、關閉活塞9,使活塞8與大氣相通。此時平衡管,壓力計,緩沖瓶處於開放狀態。將活塞14通大氣,插真空泵電源抽氣,把活塞14旋轉至與安全瓶相通,抽5分鍾,再將活塞14通大氣。拔下電源,此時安全瓶內為負壓,待用。 C、隨著水浴中液體的溫度的不斷升高,A球上面的待測液體的蒸汽壓逐漸增加,使C管中逐漸有氣泡逸出。本實驗所測的液體為純凈的水,所以待測水浴中的水沸騰後仍需繼續煮沸5-10分鍾,把A球中的空氣充分趕凈,使待測水上面全部為純液體的蒸汽。停止加熱,讓水浴溫度在攪拌中緩緩下降,C管中的氣泡逐漸減少直至消失,液面開始下降,B管液面開始上升,認真注視兩管液面,一旦處於同一水平,立即讀取此時的溫度。這個溫度便是實驗大氣壓條件下液體的沸點。 D、關閉活塞8,用活塞9調節緩沖瓶7中的真空度,從而降低平衡管上端的外壓,U形壓力計兩水銀柱相差約40mm左右,這時A管中的待測液又開始沸騰,C管中的液面高於B管的液面,並有氣泡很快逸出,隨著溫度的不斷下降,氣泡慢慢消失,B管液面慢慢升高,在B、C兩管液面相平時,說明A、B之間的蒸汽壓與外壓相等。立即記下此時的溫度和U形壓力計上的讀數。此時的溫度即外壓為大氣壓減去兩汞柱差的情況下液體的沸點。繼續用活塞9調節緩沖瓶的壓力,體系產生新的沸騰,再次測量蒸汽壓與外壓平衡時的溫度,反復多次,約10個點。溫度控制在80°C以上,壓差計的水銀柱相差約400mm左右為止。為了測量的准確性,可將緩沖瓶放空,重新加熱,按上述步驟繼續重復測量兩次。實驗結束時,再讀取大氣壓,把兩次記錄的值取平均。六、實驗注意事項:1、 平衡管A管和B管之間的空氣必須趕凈。2、 抽氣和放氣的速度不能太快,以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。3、 讀數時應同時讀取溫度和壓差。4、 使用真空泵時的注意事項使用真空泵時,特別是關真空泵時,一定要防止真空泵中的真空油被吸入大真空瓶中去,要保證真空泵的出口連通大氣時才能關真空泵。就本實驗而言,要保證大真空瓶上的三通活塞處於「╩」狀態時才能切斷真空泵的電源。通過對體系加熱或(/和)減小環境的壓力,可以把體系中的空氣等惰性氣體排出到環境中去。剛開始時,空氣比較多,通過B—C管液體冒泡排出的速度較快,後來逐步減慢。當體系溫度達到液體的沸點並且空氣很少時,冒泡排出氣體的速度比較慢並且均勻,此時冒泡排出的氣體主要是飽和蒸氣。
❸ 液體飽和蒸氣壓的測定實驗中為什麼每次遞減的壓力要逐漸減小
(1)明確的概念和液 - 液兩相平衡定義理解的純液體
(2)測定在不同溫度下的環己烷的飽和蒸氣壓和溫度之間的關系的飽和蒸氣壓。飽和蒸氣壓和需求的溫度范圍內的平均摩爾熱汽化
(3)熟悉和掌握真空泵,建設和使用的浴缸和晴雨表
/> 2的基本原則
一定的溫度下真空密封容器中的液體迅速確立了其蒸??氣動態的平衡,水汽分子凝結的液位和液體分子逸出從此時的液面上的蒸氣壓相等的表面速度是在該溫度下的飽和蒸氣壓的液體,蒸氣壓和溫度的液體有一定的關系,溫度升高時,分子運動的增大, ,因而單位時間的增加從液體表面,蒸氣壓增加逸出的分子的數目。相反,當溫度降低時,蒸氣壓降低。時的蒸氣壓和外部的壓力相等時,液體會沸騰,外部壓力是不一樣的,該液體的沸點也不同。我們把外部壓力101325Pa的沸點溫度時,被設定為正常沸點的液體。的飽和蒸氣壓的液體和可用克勞修斯 - Clapeyron方程(克勞修斯 - 克拉珀龍)的溫度依賴性
在住戶內的液體的飽和蒸汽,在溫度T時的壓力(帕),T為熱力學溫度(K),AH。液體摩爾蒸發熱,R是氣體常數。在一個較小的范圍內的溫度變化可以啊。被視為恆定的平均摩爾汽化熱,積分:
LNP =-ΔHm/RT+ A(1.2)
其中,A為積分常數家用人單位與壓力。 (1.2)表明,在一定溫度范圍內,飽和蒸氣壓,在不同的溫度和1 / T的繪制線到LNP測量,但可以通過以下來確定的直線的斜率的實驗的溫度范圍內液體的平均摩爾的汽化熱的ΔHm 。
靜態的方法來測量的蒸氣壓的方法是調整外部的壓力來平衡液體的蒸汽壓力,獲得的外部壓力的飽和蒸氣壓的溫度,可直接得到。在圖11.1中所示的實驗裝置。
所有介面都必須蓋緊。
3儀器和葯物:
恆溫裝置1套1套真空泵及配件;晴雨表單位,1等位基因;數字低真空壓力測量儀1套。環己烷(AR)
4,實驗步驟:
環己烷氧化液注入等位基因數R)裝樣,這樣的球配與2/3的液體。
2)泄漏檢測
正確安裝,液位計等,根據圖1.1連接,打開冷卻水,關閉活塞H,G。打開真空泵系統,打開活塞的低真空壓力測量儀器為4000Pa 5300Pa壓差(300mmHg
400mmHg)。關閉活塞?,觀察的壓力測量儀器數字的變化。如果系統泄漏,則所顯示的值?壓力測量儀器的逐漸變小。這時詳細的分割檢查,以找出泄漏部位,盡量消除。
3)在不同溫度下的飽和蒸氣壓的液體的測定。
恆溫浴調整到期望的溫度(30℃),等電位米放置在恆溫浴恆溫器5分鍾,然後從環己烷等電位?口期間加入液體的,所以,大多數武器的U形B液。
緩慢抽空甲球在空氣中的溶解在液體中,並打開活塞?A,氣泡狀的空間B中的空氣被排出的液體通過管B。經過幾分鍾抽水,關閉活塞G,H調節,從而使空氣慢慢地進入測量系統,直到高乙臂管中的液面,壓力差從所述壓力測量儀器讀出的。隨著法律和抽水和武器等液位調節B管,重讀壓力差,最多兩次的壓力差讀數幾乎是相同的。所述球的液面上的空間A的所有環己烷填充,注意的壓力測量儀器上的讀數。
,然後轉移到第二測量的溫度(35℃)中,A球在環己烷中波動的浴溫度繼續增加隨著溫度的升高,當電平表B,U形的羽流的壓力到一個位的一個開放的活塞?,液體柱的壓力,關閉活塞回到兩個。重復上述步驟,直到浴溫到設定的溫度,然後恆定1-2分鍾,然後讀取乙彎月面輪廓的U形臂的調節活塞H在從所述壓力測量儀器的壓力差;再次調整購買重讀的壓力差在他的手臂,如液位,B管,高達兩倍的壓力差讀數是幾乎相同的。相同的方法可以測量其它的溫度(40℃,45℃下,50℃下,55℃)的蒸氣壓。
氣壓計的讀數在實驗開始時,大氣壓力的一天。
實驗注意事項:
1)整個實驗過程中應保持一球頂空空氣耗盡的電平表。
2)抽速的權利。必須防止等
❹ 為什麼液體飽和蒸汽壓的測定測定的是 平均摩爾汽化熱
(1) 明確氣液兩相平衡的概念和液體飽和蒸氣壓的定義,了解純液體飽和蒸氣壓與溫度之間的關系
(2) 測定環己烷在不同溫 度下的飽和蒸氣壓,並求在實驗溫度范圍內的平均摩爾汽化熱
(3) 熟悉和掌握真空泵、恆溫槽和氣壓計的構造和使用
2 基本原理
一定溫度下,在一真空的密閉容器中,液體很快和它的蒸氣建立動態平衡,即蒸氣分子向液面凝結和液體分子從表面逃逸的速度相等,此時液面上的蒸氣壓力就是液體在此溫度時的飽和蒸氣壓,液體的蒸氣壓與溫度有一定關系,溫度升高,分子運動加劇,因而單位時間內從液面逸出的分子數增多,蒸氣壓增大。反之,溫度降低時,則蒸氣壓減小。當蒸氣壓與外界壓力相等時,液體便沸騰,外壓不同時,液體的沸點也不同。我們把外壓為101325Pa時沸騰溫度定為液體的正常沸點。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關系可用克勞修斯-克拉貝龍(Clausius—Clapeyron)方程式來表示
式中戶為液體在溫度T時的飽和蒸氣壓(Pa),T為熱力學溫度(K),AH。為液體摩爾汽化熱,R為氣體常數。在溫度變化較小的范圍內,則可把AH。視為常數,當作平均摩爾汽化熱,將上式積分得:
lnp = -ΔHm/RT +A (1.2)
式中A為積分常數,與壓力戶的單位有關。由(1.2)式可知,在一定溫度范圍內,測定不同溫度下的飽和蒸氣壓,以lnp對1/T作圖,可得一直線,而由直線的斜率可以求出實驗溫度范圍的液體平均摩爾汽化熱ΔHm。
靜態法測蒸氣壓的方法是調節外壓以平衡液體的蒸氣壓,求出外壓就能直接得到該溫度下的飽和蒸氣壓。其實驗裝置如圖11.1所示。
所有介面必須嚴密封閉。
3 儀器與葯品:
恆溫裝置1套;真空泵及附件1套;氣壓計1台,等位計1支;數字式低真空測壓儀1台。環己烷(A.R.)
4 實驗步驟:
1)裝樣
從等位計R處注入環己烷液體,使A球中裝有2/3的液體。
2)檢漏
將裝妥液體的等位計,按圖1.1接好,打開冷卻水,關閉活塞H、G。打開真空泵抽氣系統,打開活塞G,使低真空測壓儀上顯示壓差為4000Pa~5300Pa (300mmHg~
400mmHg)。關閉活塞G,注意觀察壓力測量儀的數字的變化。如果系統漏氣,則壓力測量儀的顯示數值逐漸變小。這時細致分段檢查,尋找出漏氣部位,設法消除。
3)測定不同溫度下液體的飽和蒸氣壓。
調節恆溫槽至所需的溫度(30℃)後,將等位計放入恆溫槽恆溫5分鍾,然後從等位計的R口處加入環己烷液體,使U形B的雙臂大部分有液體。
打開活塞G緩緩抽氣,使A球中液體內溶解的空氣和A、B空間內的空氣呈氣泡狀通過B管中液體排出。抽氣若干分鍾後,關閉活塞G,調節H,使空氣緩慢進入測量系統,直至B管中雙臂液面等高,從壓力測量儀上讀出壓力差。同法再抽氣,再調節B管中雙臂等液面,重讀壓力差,直至兩次的壓力差讀數相差無幾。則表示A球液面上的空間已全部被環己烷充滿,記下壓力測量儀上的讀數。
然後將恆溫槽溫度調到第二個測定溫度(35℃),隨著溫度的升高,A球中的環己烷揮發度不斷加大,當把等位計U 形B中的液柱壓到等位計的1處時,打開活塞H,將液柱壓回到2處時,關閉該活塞。重復上述步驟,直到恆溫槽溫度到所設定的溫度時,再恆定1-2分鍾,然後調節活塞H,使U形B中雙臂液面等高,從壓力測量儀上讀出壓力差;稍後再次調節B管中雙臂等液面,重讀壓力差,直至兩次的壓力差讀數相差無幾。同法可測其它溫度(40℃、45℃、50℃、55℃)下的蒸氣壓。
在實驗開始時,從氣壓計讀取當天的大氣壓。
5 實驗注意事項:
1)整個實驗過程中,應保持等位計A球液面上空的空氣排凈。
2)抽氣的速度要合適。必須防止等
❺ 北科大的同學注意了,液體飽和蒸汽壓的測定實驗中的問題
502的實驗是吧。
個人答案,僅供參考
1。打開閥門9,通入適量空氣,液體停止沸騰。為了防止空氣倒灌,應控制通入空氣體積,切勿通入過多。
2。只有排凈a b中的空氣,測得的蒸汽壓才是乙醇的蒸汽壓。否則,測得值是乙醇與空氣混合物的蒸汽壓。
操作:設置目標溫度50攝氏度並開始加熱,隨著溫度升高,b管液面降低,c管液面升高,直至氣泡從c管逸出。
3.所用儀器精度為0.01,最後得到的汽化熱也應精確到0.01,四位有效數字。
4.不能用來測定溶液的蒸汽壓,因為蒸汽中混有水蒸氣,影響測量結果。(此條不敢肯定)
5.若要測量當天大氣壓下沸騰溫度,則打開閥門9,使內外大氣壓相等,並且持續升高溫度,直至b c中液面相平。此時溫度即為當天大氣壓下沸騰溫度。
❻ 液體飽和蒸氣壓的測定實驗中真空罐上的3個閥門應如何使用
方法如下所示:
運行中的閥門,各種閥件應齊全、完好。法蘭和支架上的螺栓不可缺少,螺紋應完好無損,不允許有松動現象。手輪上的緊固螺母,如發現松動應及時擰緊,以免磨損連接處或丟失手輪和銘牌。手輪如有丟失,不允許用活扳手代替,應及時配齊。填料壓蓋不允許歪斜或無預緊間隙
1、閥門應存乾燥通風的室內,通路兩端須堵塞。
2、長期存放的閥門應定期檢查,清除污物,並在加工面上塗防銹油。
3、安裝後,應定期進行檢查,主要檢查項目:
(1)密封面磨損情況。
(2)閥桿和閥桿螺母的梯形螺紋磨損情況。
(3)填料是否過時失效,如有損壞應及時更c換。
(4)閥門檢修裝配後,應進行密封性能試驗。
❼ 測定飽和蒸汽壓常用的方法有哪些基本原理,實驗裝置,使用范圍分別是什麼急切地等待您的答案
靜態法測液體飽和蒸氣壓
一 實驗目的
利用靜態法測乙醇在不同溫度下的蒸氣壓,求在實驗溫度范圍內的平均摩爾氣化熱。
二 實驗原理
液體的飽和蒸氣壓與溫度的關系可用克拉佩龍方程來表示:
= (1)
設 蒸氣為理想氣體,在實驗溫度范圍內摩爾氣化熱 為常數,並略去液體的體積,對(1)式積分可得克—克方程:
(2)
實驗測得各溫度下的飽和蒸氣壓後,以lnP對1/T作圖得一直線,直線的斜率m=- /R,測 =-斜 R.
測定飽和蒸汽壓的方法有三類:
1.靜態法:在某一溫度下直接測量飽和蒸汽壓。
2.動態法:再不同外界壓力下測定沸點。
3.飽和氣流法:使乾燥的惰性氣體通過被測物質,並使其為被測物質所飽和,然後測定所通過的氣體中被測物質蒸汽的含量,就可根據分壓定律算出此被測物質的飽和蒸汽壓。
本實驗採用靜態法以等壓計在不同溫度下測定乙醇的飽和蒸汽壓,等壓計的外形見圖。小球中盛被測液體,U型管部分以樣品本身作封閉液。
在一定溫度下,若小球液面上方僅有被測物質蒸氣,那麼在U型管右支液面上所受到的壓力就是飽和蒸氣壓,當這個壓力與U型管左支液面上的空氣壓力相平衡(U型管兩臂液面齊平時),就可以從與等壓計相接的U型管汞壓計測出在此溫度下的飽和蒸氣壓。
三 儀器與葯品
儀器:恆溫槽;真空系統;冷凝器;帶磨口的等壓計。
葯品:乙醇
四 實驗步驟
1、將烘乾的等壓計3與真空膠管2接好,旋塞9與真空泵相連接,檢查體系是否漏氣。
2、將干凈等壓計的盛樣球烤熱,趕出管內部分空氣再從上口用滴管加入乙醇,管子冷卻時即可將乙醇吸入。再烤,再裝,裝入到小球三分之二的容積為宜。在U型管中保留部分乙醇作封閉液。
3、等壓計與冷凝器磨口接好並用彈簧固定後置25℃恆溫槽中,開動真空泵,控制抽氣速度,使等壓計中液體緩慢沸騰3—4分鍾,讓其中空氣排凈。然後停止抽氣,通過毛細管緩緩放氣入內,至U型管兩側液面等高為止,讀取此時恆溫槽溫度及U型壓力計的汞高差。
4、同法測定30,35,40,45℃時乙醇的蒸氣壓。在升溫過程中,應經常開啟旋塞,緩慢放入空氣,使U型管兩臂液面接近相等。如果在實驗過程中放入空氣過多時,可開一下圖的旋塞8,借緩沖瓶10的真空把空氣抽出。
5、 驗完畢時,緩緩放入空氣入內,至大氣壓為止。
五 數據記錄
室溫——大氣壓——
溫度/℃ 大氣壓/mmHg 左支汞高/mmHg 右支汞高/mmHg 汞高差/mmHg 蒸汽壓/mmHg lnP
30
35
40
45
50
六.數據處理
(1)根據實驗數據作出lnP-1/T圖。
(2)計算乙醇在實驗溫度范圍內的平均摩爾氣化熱。
七.思考題
1、 克-克方程在什麼條件下才能應用?
2、 開啟旋塞放空氣入內時,放得過多應如何辦?實驗過程中為什麼要防止空氣倒灌?
3、 體系中安穩壓瓶和毛細管的目的是什麼?
4、 化熱與溫度有無關系?
5、 壓計U型管的液體起什麼作用?冷凝器起什麼作用?
❽ 在測定液體飽和蒸汽壓時,在體系中安置緩沖瓶和應用毛細管放氣的目的是什麼
防止液體爆沸帶來的誤差
❾ 液體飽和蒸汽壓測定實驗
應通入冷卻水,是氣化的水快速凝結成水
❿ 測定液體飽和蒸汽壓為什麼要使用冷凝管
冷凝管主要防止BC管中的液體揮發。
冷凝管作用是起冷凝或迴流作用,冷凝管類型有直形、球形、蛇形三種,規格以長度(mm)表示,有150~350多種。冷凝管的內管兩端有駁口,可連接實驗裝置的其他設備,使較熱氣體或液體流經內管而冷凝。外管常在兩旁有一上一下的開口,接駁運載冷卻物質(如水)的塑膠管。
冷凝管說白了就一個功能,就是把液體(其實固體也可以)因為受熱而轉化為的氣體冷卻回液體。
一般的冷卻,用的是水或者冷酒精,這種冷凝管的特點是區分內外層,也就是冷凝管裡面有兩層。冷卻劑走一個通道,熱蒸汽走一個通道。至於走什麼通道,不同的冷凝管有不同的設計。
常見的有直型冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管。其中前兩種基本都是蒸汽走內層,冷卻液走外層。蛇形冷凝管有些是冷卻液走外層而蒸汽走內層(比如普通實驗用的蛇形冷凝管),還有一些則相反(比如旋轉蒸發儀上的冷凝管)。