实验七十四--纯液体饱和蒸气压的测量.doc

第一部分:思考题
实验七十四 纯液体饱与蒸气压得测量
1、简述由纯液体饱与蒸气压得测量求该液体平均摩尔汽化热得基本原理。
2、 在纯液体饱与蒸汽压测定实验中,测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？
3、 在纯液体饱与蒸汽压测定实验中,平衡管得U形管中得液体起什么作用？冷凝管又起什么作用？
4、 在纯液体饱与蒸汽压测定中,如何检查体系就是否漏气？能否在热水浴中检查体系就是否漏气？
5、 说明纯液体饱与蒸气压、沸腾温度、正常沸点与摩尔汽化热得含义。
6、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,怎样根据数字式压力表得读数确定系统得压力？
7、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,何时读取数字式压力表得读数？所得读数就是否就就是该纯液体得饱与蒸汽压？
8、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,测定沸点得过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果？
9、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,测量过程中,如何判断平衡管内得空气已赶尽？
10、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中应注意些什么？
11、 若用纯液体饱与蒸气压测量装置测量易燃液体得饱与蒸汽压,加热时应注意什么？
12、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,为什么ac弯管中得空气要排除净,怎样操作,怎样防止空气倒灌?
13、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响？
14、 克－克方程式在什么条件下适用？
15、 用纯液体饱与蒸气压测量装置,可以很方便地研究各种液体,如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、异丙醇、丙酮与乙醇等,这些液体中很多就是易燃得,在加热时应该注意什么问题？
16、 能否用纯液体饱与蒸气压测量装置测定溶液得蒸气压,为什么？
17、 液体饱与蒸汽压得测定实验中为什么要测定不同温度下样品得饱与蒸汽压？
18、 您所用得每个测量仪器得精确度就是多少? 估计最后所得到得汽化热应有几位有效数字?
19、 若要测量当天大气压下纯液体得沸腾温度,该如何操作？
20、 纯液体饱与蒸汽压得测定实验中产生误差得原因有哪些?
第二部分:参考答案
实验七十四 纯液体饱与蒸气压得测量
1、简述由纯液体饱与蒸气压得测量求该液体平均摩尔汽化热得基本原理。
答:在通常温度下,纯液体与其蒸气达平衡时得蒸气压称为该温度下液体得饱与蒸气压,简称为蒸气压。液体得饱与蒸气压与温度得关系用克劳修斯克拉贝龙方程式表示:
(1)
假定ΔvapHm与温度无关或温度范围较小,ΔvapHm可以近似作为常数,积分上式,得:
(2)
在一定温度范围内,测定不同温度下得饱与蒸气压,以lnp对作图,应为一直线,直线得斜率为,由斜率可求算液体得平均摩尔汽化热ΔvapHm。
2、 在纯液体饱与蒸汽压测定实验中,测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？
答:控制减压速度,防止空气倒灌。
3、 在纯液体饱与蒸汽压测定实验中,平衡管得U形管中得液体起什么作用？冷凝管又起什么作用？
答:平衡管得U形管中得液体起密封液体隔绝空气,同时判断平衡,即测量纯液体蒸汽压得作用;冷凝管冷却环己烷蒸汽。
4、 在纯液体饱与蒸汽压测定中,如何检查体系就是否漏气？能否在热水浴中检查体系就是否漏气？
答:关闭储气气罐得平衡阀l,打开进气阀与平衡阀2,开动真空泵,当测压仪得示数为5060kPa时,关闭进气阀,观察测压仪读数,若读数不变,则系统不漏气;若真空度下降,则系统漏气,要查清漏气原因并排除之。
不能在热水浴中检查体系就是否漏气,因为随着温度升高,体系内得压力增大,也会导致真空度下降。
5、 说明纯液体饱与蒸气压、沸腾温度、正常沸点与摩尔汽化热得含义。
答:在一定温度下,与纯液体处于平衡状态时得蒸气压力,称为该温度下得饱与蒸气压。这里得平衡状态指得就是动态平衡。在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,液体分子从表面逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者得速率相同时,就达到了动态平衡,此时气相中得蒸气密度不再改变,因而具有一定得饱与蒸气压。蒸发一摩尔液体所吸收得热量称为该温度下液体得摩尔气化热 。蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时得温度称为沸点,当外压为pø(101、325kPa)时,液体得沸点称为该液体得正常沸点。
6、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,怎样根据数字式压力表得读数确定系统得压力？
答:系统得压力=室温下得大气压+数字就是压力表得读数(为负数)
7、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,何时读取数字式压力表得读数？所得读数就是否就就是该纯液体得饱与蒸汽压？
答:当B、C两管中得液面平齐时,就读取数字就是压力表得读数;不就是,液体得饱与蒸汽压=室温下得大气压+数字就是压力表得读数(为负数)
8、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,测定沸点得过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果？
答:测定沸点得过程中,若出现空气倒灌, B,C两管液面平齐时,液体得饱与蒸汽压+空气压=室温下得大气压,使得所测沸点偏低。
9、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,测量过程中,如何判断平衡管内得空气已赶尽？
答:在系统不进空气得情况下,重复测定室温下纯液体得饱与蒸汽压三次,若连续三组实验在室温大气压下所得得沸点在误差范围内,则表明空气已排尽。
10、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中应注意些什么？
答:(1)减压系统不能漏气,否则抽气时达不到本实验要求得真空度。(2)必须充分排除净AB弯管空间中全部空气,使AB管液面上空只含液体得蒸气分子。(3)AB管必须放置于恒温水浴中得水面以下,否则其温度与水浴温度不同。(4)测定中,当B、C两管中得液面平齐时,读数要迅速,读毕应立即打开活塞9抽气减压或加热,防止空气倒灌。若发生倒灌现象,必须重新排除净AB弯管内之空气。(5)注意在停止抽气时,应先把真空泵与大气相通,打开平衡阀l通大气后方可关闭真空泵,否则可能使真空泵中得油倒灌入系统。
11、 若用纯液体饱与蒸气压测量装置测量易燃液体得饱与蒸汽压,加热时应注意什么？
答:不能用明火直接加热
12、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,为什么ac弯管中得空气要排除净,怎样操作,怎样防止空气倒灌?
答:本实验采用静态法(降温法)测定环己烷在不同温度下得饱与蒸气压。平衡管由A球与U型管B、C组成,如图741所示。平衡管上接一冷凝管 ,以橡皮管与缓冲储气罐(缓冲储气罐与数字压力计)相连。A内装待测液体,当A球得液面上纯粹就是待测液体得蒸气,而B管与C管得液面处于同一水平时,则表示B管液面上得蒸气压(即A球液面上得蒸气压)与加在C管液面上得外压相等。此时,体系气液两相平衡得温度称为液体在此外压下得沸点。用当时得大气压减去数字式气压计得气压值,即为该温度下液体得饱与蒸气压。
可见本实验测量沸点得依据就是当A球得液面上纯粹就是待测液体得蒸气,而B管与C管得液面处于同一水平时,则表示B管液面上得蒸气压(即A球液面上得蒸气压)与加在C管液面上得外压相等。此时,体系气液两相平衡得温度称为液体在此外压下得沸点。测定沸点得过程中,若ac弯管中得空气没有排除净,当B,C两管液面平齐时,液体得饱与蒸汽压+空气压=室温下得大气压,使得所测沸点偏低。
操作:转动平衡阀l使系统与大气相通。开动搅拌器,并将水浴加热。随着温度逐渐上升,平衡管中有气泡逸出。继续加热至正常沸点之上大约3℃左右。保持此温度数分钟,以便将平衡管中得空气赶净。系统空气被赶净后,停止加热。让温度缓慢下降,C管中得气泡将逐渐减少直至消失。C管液面开始上升而B管液面下降,严密注视两管液面,一旦两液面处于同一水平时,记下此时得温度。在系统不进空气得情况下,重复三次,若三组实验在室温大气压下所得得沸点在误差范围内,则表明空气已排尽。
当B、C两管中得液面平齐时,读数要迅速,读毕应立即缓缓打开进气阀2抽气减压或加热,可防止空气倒灌。
13、 在纯液体饱与蒸气压测量实验中,如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响？
答:如果平衡管B、C内空气未被驱除干净,测定沸点得过程中, B,C两管液面平齐时,液体得饱与蒸汽压+空气压=室温下得大气压,使得所测沸点偏低。
内压大气压=所测压力=饱与蒸汽压+空气压力,而一定温度下饱与蒸汽压一定。则所测内压增大。您计算出来得饱与蒸汽压就比真实得大。
14、 克－克方程式在什么条件下适用？
答:克－克方程式适用于纯物质两相平衡,其中一相就是气相,且可瞧成理想气体。
15、 用纯液体饱与蒸气压测量装置,可以很方便地研究各种液体,如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、异丙醇、丙酮与乙醇等,这些液体中很多就是易燃得,在加热时应该注意什么问题？
答:不能用明火加热
16、 能否用纯液体饱与蒸气压测量装置测定溶液得蒸气压,为什么？
答: 不可以,因为在纯液体得饱与蒸气压仅随温度得改变而改变,温度一定其饱与蒸气压为定值,在一定外压下沸点为定值。如果就是溶液,其饱与蒸气压随温度与组成得改变而改变,在一定外压下,其沸点会随溶液组成得改变而改变,其没有确定得沸点,而就是一段沸程。
17、 液体饱与蒸汽压得测定实验中为什么要测定不同温度下样品得饱与蒸汽压？
答:纯液体得蒸汽压就是随温度变化而改变得,温度升高,蒸汽压增大;温度降低时,则蒸汽压减小。液体得饱与蒸气压与温度得关系用克劳修斯克拉贝龙方程式表示:
(1)
假定ΔvapHm与温度无关或温度范围较小,ΔvapHm可以近似作为常数,积分上式,得:
(2)
在一定温度范围内,测定不同温度下得饱与蒸气压,以lnp对作图,应为一直线,直线得斜率为,由斜率可求算液体得平均摩尔汽化热ΔvapHm。
18、 您所用得每个测量仪器得精确度就是多少? 估计最后所得到得汽化热应有几位有效数字?
答:精密温度计0、01℃,U型压差计0、01mm。最后所得到得汽化热应有4位有效数字。
19、 若要测量当天大气压下纯液体得沸腾温度,该如何操作？
答:转动平衡阀l使系统与大气相通。开动搅拌器,并将水浴加热。随着温度逐渐上升,平衡管中有气泡逸出。继续加热至正常沸点之上大约3℃左右。保持此温度数分钟,以便将平衡管中得空气赶净。系统空气被赶净后,停止加热。让温度缓慢下降,C管中得气泡将逐渐减少直至消失。C管液面开始上升而B管液面下降,严密注视两管液面,一旦两液面处于同一水平时,记下此时得温度。在系统不进空气得情况下,重复三次,若三组实验在室温大气压下所得得沸点在误差范围内,此温度即为当天大气压下纯液体得沸腾温度。
20、 纯液体饱与蒸汽压得测定实验中产生误差得原因有哪些?
答:测定过程中空气倒灌,判断B、C两液面处于同一水平时得人为误差,压力计读数不迅速而产生误差等。