❶ 什么是纯液体饱和蒸汽压它与哪些因素有关
在密闭条件中,在一定温度下,与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压,并随着温度的升高而增大。纯溶剂的饱和蒸气压大于溶液的饱和蒸气压;对于同一物质,固态的饱和蒸气压小于液态的饱和蒸气压。
在一定温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
(1)液体饱和蒸气压实验装置安装扩展阅读:
在30℃时,水的饱和蒸气压为4132.982Pa,乙醇为10532.438Pa。而在100℃时,水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa,乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质,液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。
当汽相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值时,液相的水分子仍然不断地气化,汽相的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,液体和气体达到动态平衡状态。
当液体的蒸汽压达到外压时,液体即产生沸腾现象,此时的温度即在该外压下该液体的沸点。
以水为例,一个大气压(101.325kPa)下,若水温达到100摄氏度,此时水的蒸汽压正好是一个大气压,水开始沸腾,100摄氏度即是一个大气压下水的沸点。
再如,高海拔地区会出现“水烧开了饭烧不熟”的现象,这种现象的实质是水沸腾时温度远远达不到100摄氏度,继续加热也不会达到。这一现象有助于理解液体蒸汽压的特征3与4。高海拔地区空气稀少,外压低于一个大气压,依据蒸汽压的特征4,水的蒸汽压会降低,但变化很小。
依据蒸汽压的特征3,随温度的升高,水的蒸汽压升高,但相对于高海拔的低外压,水此时不用达到很高的温度就可以达到高海拔的低气压,发生沸腾,造成沸点降低。
这也是高山不能用水煮饭却可以用水蒸饭的原因(煮饭是利用液体水作热源加热,而液体水最高温度仅能达到沸点。蒸饭是利用水蒸气作热源,蒸汽还可以通过加热继续提高温度,达到甚至超过100摄氏度)。
❷ 测定饱和蒸气压
实验步骤: 1、熟悉实验装置,掌握真空泵的正确使用,了解系统各部分及活塞的作用,读当日大气压。 2、取下平衡管4,洗净、烘干,装入待测液。使A球内有2/3体积的液体。并在B,C管中也加入适量液体,将平衡管接在冷凝管的下端。平衡管中液体的装法有两种:一是把A管烘烤,赶走空气,迅速在C管中加入液体,冷却A管,把液体吸入。二是将C管中加入液体,将平衡管与一水泵相连接,抽气,并突然与水泵断开,让C管的水流入A管。 3、系统检漏:管闭活塞8和9,将三通活塞14旋转至与大气相通,关闭活塞10,插上真空泵电源,启动真空泵,将活塞14再转至与安全瓶11相通,抽气5分钟,再将活塞14旋至与大气相通,拔掉真空泵电源,停止抽气。这样做是为了防止真空泵油倒吸。用活塞9调节缓冲瓶的真空度,使U形压力计两臂水银柱高低差为20—40毫米,关闭活塞9。仔细观察压力计两臂的高度,在10分钟内不变化,证明不漏气,可开始做实验。否则应该认真检查各接口,直到不漏气为止。 4、不同温度下液体饱和蒸汽压的测定: A、将平衡管浸入盛有蒸馏水的大烧杯中,并使其全部浸没在液体中。插上电炉加热,同时开冷却水,开启搅拌马达,使水浴中的水温度均匀。 B、关闭活塞9,使活塞8与大气相通。此时平衡管,压力计,缓冲瓶处于开放状态。将活塞14通大气,插真空泵电源抽气,把活塞14旋转至与安全瓶相通,抽5分钟,再将活塞14通大气。拔下电源,此时安全瓶内为负压,待用。 C、随着水浴中液体的温度的不断升高,A球上面的待测液体的蒸汽压逐渐增加,使C管中逐渐有气泡逸出。本实验所测的液体为纯净的水,所以待测水浴中的水沸腾后仍需继续煮沸5-10分钟,把A球中的空气充分赶净,使待测水上面全部为纯液体的蒸汽。停止加热,让水浴温度在搅拌中缓缓下降,C管中的气泡逐渐减少直至消失,液面开始下降,B管液面开始上升,认真注视两管液面,一旦处于同一水平,立即读取此时的温度。这个温度便是实验大气压条件下液体的沸点。 D、关闭活塞8,用活塞9调节缓冲瓶7中的真空度,从而降低平衡管上端的外压,U形压力计两水银柱相差约40mm左右,这时A管中的待测液又开始沸腾,C管中的液面高于B管的液面,并有气泡很快逸出,随着温度的不断下降,气泡慢慢消失,B管液面慢慢升高,在B、C两管液面相平时,说明A、B之间的蒸汽压与外压相等。立即记下此时的温度和U形压力计上的读数。此时的温度即外压为大气压减去两汞柱差的情况下液体的沸点。继续用活塞9调节缓冲瓶的压力,体系产生新的沸腾,再次测量蒸汽压与外压平衡时的温度,反复多次,约10个点。温度控制在80°C以上,压差计的水银柱相差约400mm左右为止。为了测量的准确性,可将缓冲瓶放空,重新加热,按上述步骤继续重复测量两次。实验结束时,再读取大气压,把两次记录的值取平均。六、实验注意事项:1、 平衡管A管和B管之间的空气必须赶净。2、 抽气和放气的速度不能太快,以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。3、 读数时应同时读取温度和压差。4、 使用真空泵时的注意事项使用真空泵时,特别是关真空泵时,一定要防止真空泵中的真空油被吸入大真空瓶中去,要保证真空泵的出口连通大气时才能关真空泵。就本实验而言,要保证大真空瓶上的三通活塞处于“╩”状态时才能切断真空泵的电源。通过对体系加热或(/和)减小环境的压力,可以把体系中的空气等惰性气体排出到环境中去。刚开始时,空气比较多,通过B—C管液体冒泡排出的速度较快,后来逐步减慢。当体系温度达到液体的沸点并且空气很少时,冒泡排出气体的速度比较慢并且均匀,此时冒泡排出的气体主要是饱和蒸气。
❸ 液体饱和蒸气压的测定实验中为什么每次递减的压力要逐渐减小
(1)明确的概念和液 - 液两相平衡定义理解的纯液体
(2)测定在不同温度下的环己烷的饱和蒸气压和温度之间的关系的饱和蒸气压。饱和蒸气压和需求的温度范围内的平均摩尔热汽化
(3)熟悉和掌握真空泵,建设和使用的浴缸和晴雨表
/> 2的基本原则
一定的温度下真空密封容器中的液体迅速确立了其蒸??气动态的平衡,水汽分子凝结的液位和液体分子逸出从此时的液面上的蒸气压相等的表面速度是在该温度下的饱和蒸气压的液体,蒸气压和温度的液体有一定的关系,温度升高时,分子运动的增大, ,因而单位时间的增加从液体表面,蒸气压增加逸出的分子的数目。相反,当温度降低时,蒸气压降低。时的蒸气压和外部的压力相等时,液体会沸腾,外部压力是不一样的,该液体的沸点也不同。我们把外部压力101325Pa的沸点温度时,被设定为正常沸点的液体。的饱和蒸气压的液体和可用克劳修斯 - Clapeyron方程(克劳修斯 - 克拉珀龙)的温度依赖性
在住户内的液体的饱和蒸汽,在温度T时的压力(帕),T为热力学温度(K),AH。液体摩尔蒸发热,R是气体常数。在一个较小的范围内的温度变化可以啊。被视为恒定的平均摩尔汽化热,积分:
LNP =-ΔHm/RT+ A(1.2)
其中,A为积分常数家用人单位与压力。 (1.2)表明,在一定温度范围内,饱和蒸气压,在不同的温度和1 / T的绘制线到LNP测量,但可以通过以下来确定的直线的斜率的实验的温度范围内液体的平均摩尔的汽化热的ΔHm 。
静态的方法来测量的蒸气压的方法是调整外部的压力来平衡液体的蒸汽压力,获得的外部压力的饱和蒸气压的温度,可直接得到。在图11.1中所示的实验装置。
所有接口都必须盖紧。
3仪器和药物:
恒温装置1套1套真空泵及配件;晴雨表单位,1等位基因;数字低真空压力测量仪1套。环己烷(AR)
4,实验步骤:
环己烷氧化液注入等位基因数R)装样,这样的球配与2/3的液体。
2)泄漏检测
正确安装,液位计等,根据图1.1连接,打开冷却水,关闭活塞H,G。打开真空泵系统,打开活塞的低真空压力测量仪器为4000Pa 5300Pa压差(300mmHg
400mmHg)。关闭活塞?,观察的压力测量仪器数字的变化。如果系统泄漏,则所显示的值?压力测量仪器的逐渐变小。这时详细的分割检查,以找出泄漏部位,尽量消除。
3)在不同温度下的饱和蒸气压的液体的测定。
恒温浴调整到期望的温度(30℃),等电位米放置在恒温浴恒温器5分钟,然后从环己烷等电位?口期间加入液体的,所以,大多数武器的U形B液。
缓慢抽空甲球在空气中的溶解在液体中,并打开活塞?A,气泡状的空间B中的空气被排出的液体通过管B。经过几分钟抽水,关闭活塞G,H调节,从而使空气慢慢地进入测量系统,直到高乙臂管中的液面,压力差从所述压力测量仪器读出的。随着法律和抽水和武器等液位调节B管,重读压力差,最多两次的压力差读数几乎是相同的。所述球的液面上的空间A的所有环己烷填充,注意的压力测量仪器上的读数。
,然后转移到第二测量的温度(35℃)中,A球在环己烷中波动的浴温度继续增加随着温度的升高,当电平表B,U形的羽流的压力到一个位的一个开放的活塞?,液体柱的压力,关闭活塞回到两个。重复上述步骤,直到浴温到设定的温度,然后恒定1-2分钟,然后读取乙弯月面轮廓的U形臂的调节活塞H在从所述压力测量仪器的压力差;再次调整购买重读的压力差在他的手臂,如液位,B管,高达两倍的压力差读数是几乎相同的。相同的方法可以测量其它的温度(40℃,45℃下,50℃下,55℃)的蒸气压。
气压计的读数在实验开始时,大气压力的一天。
实验注意事项:
1)整个实验过程中应保持一球顶空空气耗尽的电平表。
2)抽速的权利。必须防止等
❹ 为什么液体饱和蒸汽压的测定测定的是 平均摩尔汽化热
(1) 明确气液两相平衡的概念和液体饱和蒸气压的定义,了解纯液体饱和蒸气压与温度之间的关系
(2) 测定环己烷在不同温 度下的饱和蒸气压,并求在实验温度范围内的平均摩尔汽化热
(3) 熟悉和掌握真空泵、恒温槽和气压计的构造和使用
2 基本原理
一定温度下,在一真空的密闭容器中,液体很快和它的蒸气建立动态平衡,即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速度相等,此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压,液体的蒸气压与温度有一定关系,温度升高,分子运动加剧,因而单位时间内从液面逸出的分子数增多,蒸气压增大。反之,温度降低时,则蒸气压减小。当蒸气压与外界压力相等时,液体便沸腾,外压不同时,液体的沸点也不同。我们把外压为101325Pa时沸腾温度定为液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙(Clausius—Clapeyron)方程式来表示
式中户为液体在温度T时的饱和蒸气压(Pa),T为热力学温度(K),AH。为液体摩尔汽化热,R为气体常数。在温度变化较小的范围内,则可把AH。视为常数,当作平均摩尔汽化热,将上式积分得:
lnp = -ΔHm/RT +A (1.2)
式中A为积分常数,与压力户的单位有关。由(1.2)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以lnp对1/T作图,可得一直线,而由直线的斜率可以求出实验温度范围的液体平均摩尔汽化热ΔHm。
静态法测蒸气压的方法是调节外压以平衡液体的蒸气压,求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。其实验装置如图11.1所示。
所有接口必须严密封闭。
3 仪器与药品:
恒温装置1套;真空泵及附件1套;气压计1台,等位计1支;数字式低真空测压仪1台。环己烷(A.R.)
4 实验步骤:
1)装样
从等位计R处注入环己烷液体,使A球中装有2/3的液体。
2)检漏
将装妥液体的等位计,按图1.1接好,打开冷却水,关闭活塞H、G。打开真空泵抽气系统,打开活塞G,使低真空测压仪上显示压差为4000Pa~5300Pa (300mmHg~
400mmHg)。关闭活塞G,注意观察压力测量仪的数字的变化。如果系统漏气,则压力测量仪的显示数值逐渐变小。这时细致分段检查,寻找出漏气部位,设法消除。
3)测定不同温度下液体的饱和蒸气压。
调节恒温槽至所需的温度(30℃)后,将等位计放入恒温槽恒温5分钟,然后从等位计的R口处加入环己烷液体,使U形B的双臂大部分有液体。
打开活塞G缓缓抽气,使A球中液体内溶解的空气和A、B空间内的空气呈气泡状通过B管中液体排出。抽气若干分钟后,关闭活塞G,调节H,使空气缓慢进入测量系统,直至B管中双臂液面等高,从压力测量仪上读出压力差。同法再抽气,再调节B管中双臂等液面,重读压力差,直至两次的压力差读数相差无几。则表示A球液面上的空间已全部被环己烷充满,记下压力测量仪上的读数。
然后将恒温槽温度调到第二个测定温度(35℃),随着温度的升高,A球中的环己烷挥发度不断加大,当把等位计U 形B中的液柱压到等位计的1处时,打开活塞H,将液柱压回到2处时,关闭该活塞。重复上述步骤,直到恒温槽温度到所设定的温度时,再恒定1-2分钟,然后调节活塞H,使U形B中双臂液面等高,从压力测量仪上读出压力差;稍后再次调节B管中双臂等液面,重读压力差,直至两次的压力差读数相差无几。同法可测其它温度(40℃、45℃、50℃、55℃)下的蒸气压。
在实验开始时,从气压计读取当天的大气压。
5 实验注意事项:
1)整个实验过程中,应保持等位计A球液面上空的空气排净。
2)抽气的速度要合适。必须防止等
❺ 北科大的同学注意了,液体饱和蒸汽压的测定实验中的问题
502的实验是吧。
个人答案,仅供参考
1。打开阀门9,通入适量空气,液体停止沸腾。为了防止空气倒灌,应控制通入空气体积,切勿通入过多。
2。只有排净a b中的空气,测得的蒸汽压才是乙醇的蒸汽压。否则,测得值是乙醇与空气混合物的蒸汽压。
操作:设置目标温度50摄氏度并开始加热,随着温度升高,b管液面降低,c管液面升高,直至气泡从c管逸出。
3.所用仪器精度为0.01,最后得到的汽化热也应精确到0.01,四位有效数字。
4.不能用来测定溶液的蒸汽压,因为蒸汽中混有水蒸气,影响测量结果。(此条不敢肯定)
5.若要测量当天大气压下沸腾温度,则打开阀门9,使内外大气压相等,并且持续升高温度,直至b c中液面相平。此时温度即为当天大气压下沸腾温度。
❻ 液体饱和蒸气压的测定实验中真空罐上的3个阀门应如何使用
方法如下所示:
运行中的阀门,各种阀件应齐全、完好。法兰和支架上的螺栓不可缺少,螺纹应完好无损,不允许有松动现象。手轮上的紧固螺母,如发现松动应及时拧紧,以免磨损连接处或丢失手轮和铭牌。手轮如有丢失,不允许用活扳手代替,应及时配齐。填料压盖不允许歪斜或无预紧间隙
1、阀门应存干燥通风的室内,通路两端须堵塞。
2、长期存放的阀门应定期检查,清除污物,并在加工面上涂防锈油。
3、安装后,应定期进行检查,主要检查项目:
(1)密封面磨损情况。
(2)阀杆和阀杆螺母的梯形螺纹磨损情况。
(3)填料是否过时失效,如有损坏应及时更c换。
(4)阀门检修装配后,应进行密封性能试验。
❼ 测定饱和蒸汽压常用的方法有哪些基本原理,实验装置,使用范围分别是什么急切地等待您的答案
静态法测液体饱和蒸气压
一 实验目的
利用静态法测乙醇在不同温度下的蒸气压,求在实验温度范围内的平均摩尔气化热。
二 实验原理
液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克拉佩龙方程来表示:
= (1)
设 蒸气为理想气体,在实验温度范围内摩尔气化热 为常数,并略去液体的体积,对(1)式积分可得克—克方程:
(2)
实验测得各温度下的饱和蒸气压后,以lnP对1/T作图得一直线,直线的斜率m=- /R,测 =-斜 R.
测定饱和蒸汽压的方法有三类:
1.静态法:在某一温度下直接测量饱和蒸汽压。
2.动态法:再不同外界压力下测定沸点。
3.饱和气流法:使干燥的惰性气体通过被测物质,并使其为被测物质所饱和,然后测定所通过的气体中被测物质蒸汽的含量,就可根据分压定律算出此被测物质的饱和蒸汽压。
本实验采用静态法以等压计在不同温度下测定乙醇的饱和蒸汽压,等压计的外形见图。小球中盛被测液体,U型管部分以样品本身作封闭液。
在一定温度下,若小球液面上方仅有被测物质蒸气,那么在U型管右支液面上所受到的压力就是饱和蒸气压,当这个压力与U型管左支液面上的空气压力相平衡(U型管两臂液面齐平时),就可以从与等压计相接的U型管汞压计测出在此温度下的饱和蒸气压。
三 仪器与药品
仪器:恒温槽;真空系统;冷凝器;带磨口的等压计。
药品:乙醇
四 实验步骤
1、将烘干的等压计3与真空胶管2接好,旋塞9与真空泵相连接,检查体系是否漏气。
2、将干净等压计的盛样球烤热,赶出管内部分空气再从上口用滴管加入乙醇,管子冷却时即可将乙醇吸入。再烤,再装,装入到小球三分之二的容积为宜。在U型管中保留部分乙醇作封闭液。
3、等压计与冷凝器磨口接好并用弹簧固定后置25℃恒温槽中,开动真空泵,控制抽气速度,使等压计中液体缓慢沸腾3—4分钟,让其中空气排净。然后停止抽气,通过毛细管缓缓放气入内,至U型管两侧液面等高为止,读取此时恒温槽温度及U型压力计的汞高差。
4、同法测定30,35,40,45℃时乙醇的蒸气压。在升温过程中,应经常开启旋塞,缓慢放入空气,使U型管两臂液面接近相等。如果在实验过程中放入空气过多时,可开一下图的旋塞8,借缓冲瓶10的真空把空气抽出。
5、 验完毕时,缓缓放入空气入内,至大气压为止。
五 数据记录
室温——大气压——
温度/℃ 大气压/mmHg 左支汞高/mmHg 右支汞高/mmHg 汞高差/mmHg 蒸汽压/mmHg lnP
30
35
40
45
50
六.数据处理
(1)根据实验数据作出lnP-1/T图。
(2)计算乙醇在实验温度范围内的平均摩尔气化热。
七.思考题
1、 克-克方程在什么条件下才能应用?
2、 开启旋塞放空气入内时,放得过多应如何办?实验过程中为什么要防止空气倒灌?
3、 体系中安稳压瓶和毛细管的目的是什么?
4、 化热与温度有无关系?
5、 压计U型管的液体起什么作用?冷凝器起什么作用?
❽ 在测定液体饱和蒸汽压时,在体系中安置缓冲瓶和应用毛细管放气的目的是什么
防止液体爆沸带来的误差
❾ 液体饱和蒸汽压测定实验
应通入冷却水,是气化的水快速凝结成水
❿ 测定液体饱和蒸汽压为什么要使用冷凝管
冷凝管主要防止BC管中的液体挥发。
冷凝管作用是起冷凝或回流作用,冷凝管类型有直形、球形、蛇形三种,规格以长度(mm)表示,有150~350多种。冷凝管的内管两端有驳口,可连接实验装置的其他设备,使较热气体或液体流经内管而冷凝。外管常在两旁有一上一下的开口,接驳运载冷却物质(如水)的塑胶管。
冷凝管说白了就一个功能,就是把液体(其实固体也可以)因为受热而转化为的气体冷却回液体。
一般的冷却,用的是水或者冷酒精,这种冷凝管的特点是区分内外层,也就是冷凝管里面有两层。冷却剂走一个通道,热蒸汽走一个通道。至于走什么通道,不同的冷凝管有不同的设计。
常见的有直型冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管。其中前两种基本都是蒸汽走内层,冷却液走外层。蛇形冷凝管有些是冷却液走外层而蒸汽走内层(比如普通实验用的蛇形冷凝管),还有一些则相反(比如旋转蒸发仪上的冷凝管)。