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静态法测饱和蒸汽压 一、实验原理 饱和蒸汽压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力。它是物质的特性参数。纯液体的蒸汽压是随温度变化而改变的，温度升高，蒸汽压增大；温度降低时，则蒸汽压减小。当蒸汽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，通常把外压为101325Pa时沸腾温度定义为液体的正常沸点。 液体饱和蒸汽压与温度的关系可用克-克方程式表示： lnp*VHmC RT由式可知，在一定外压时，测定不同温度下的饱和蒸汽压，以lnp*对1/T作图，可得一直线，由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热VHm。当外压为101325Pa，液体的蒸汽压与外压相等时，可从图中求得其正常沸点。 本实验采用静态法，通过测定在不同外压下液体的沸点，得到其蒸汽压与温度间的关系。所采用的装置如图所示。 实验采用压力平衡管测定蒸汽压。其原理：平衡管由三个相连的玻璃管a、b和c组成，a管中储存液体，b和c管中液体在底部相通。当a和c管上部纯粹是待测液体的蒸汽，b和c管的液体在同一水平时，则加在b管液面上的压力与加在c管液面上的蒸汽压相等，该压力就等于大气压减去汞高差，此时液体温度即系统的气液平衡温度。 二、实验步骤 1. 仪器安装 平衡管的液体装入方法是：将干净的平衡管放入烘箱中或在酒精喷灯上烘热，赶走管内部分空气，将液体从b管的管口灌入。管a冷却后，部分液体可以经c管流入a管。,然后将平衡管接在装置上。抽气减压，使a管中压力为300~400mm汞柱，借大气压力可将液体压入a管，反复2~3次，使液体灌至a管高度的三分之二为宜。 2. 系统检漏 首先关闭二通旋塞，旋转缓冲瓶上的三通旋塞使之与大气接通而与真空泵不通，然后开启真空泵，旋转三通旋塞使之与大气不通而与真空泵相通，而后缓慢旋转二通旋塞，使体系中压力减少至U型压差计压差达到400mmHg柱，关闭二通旋塞。隔5分钟后观察水银柱压力计压差是否有变化，以检查实验系统是否漏气。确认不漏气后，旋转缓冲瓶上的三通旋塞使之与大气接通而与真空泵不通，待缓冲瓶恢复常压后，缓慢旋转二通旋塞，使系统恢复常压，进行下一步实验，若漏气，则需堵漏后，再检验气密性。 3. 测定大气压下的沸点 使系统与大气相通后，开启搅拌，将水浴加热(注意一定要使平衡管全部没入水中)，平衡管中有气泡产生，空气开始被排出。直至水浴温度达80℃左右，恒温3～4min，赶净平衡管中的空气。然后停止加热（注意：不停搅拌），此时要特别注意观察平衡管液面变化，c管液面上升，同时b管液面下降。当两管的液面达到同一水平面时，立即记下此时的温度(即沸点)和大气压数值。重复测定大气压下的沸点，至少两次结果在测量允许误差范围内即外压一定时沸点读数误差在0.1℃以内，可认为已将平衡管内空气赶干净，才可以进行下面的实验。为什么？因为对纯液体，外压一定，沸点一定。若系统混有空气，则沸点读数会偏低。 4. 测定不同外压下纯液体的沸点 在大气压下的液体沸点测定完后，为防止空气倒入a管，应立即关闭二通旋塞，旋转三通旋塞接通真空泵，并缓慢旋转二通旋塞使系统慢慢减压至压差约40mm汞柱，此时b管液面高于c管液面，关闭二通旋塞，在搅拌下让水浴继续冷却。当b和c管的液面如上述达到同一水平时，记录温度和压力计两臂之水银柱高度。再次转动二通旋塞，缓慢减压约40mm汞柱，再冷却至b、c管液面平齐，读取数据；重复这一操作直至水浴温度下降至50℃左右（压差约400mm汞柱）时，停止实验，再次读取大气压力。 5. 后处理 旋转缓冲瓶上的三通旋塞使之与大气接通而与真空泵不通，待缓冲瓶恢复常压后缓慢旋转二通旋塞，使系统恢复常压。然后使真空泵与大气相通，最后令真空泵停止工作。 三、实验注意事项 1．本实验的各个步骤都要求快速准确，因此应首先熟悉仪器尤其是三通旋塞的使用后再进行实验，而且各组同学要做好分工，看液面、看温度、读压差，各负其责； 2．先检漏再加热，两者不可同时进行。同时要练习缓慢均匀减压约40mm汞柱的操 本文来源：https://www.dywdw.cn/94d29f45ff00bed5b9f31d6c.html
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2023-03-12
