1、测定乙酸乙酯在不同温度下的饱和蒸气压。
2、求出所测温度范围内乙酸乙酯的平均摩尔气化焓。
二、实验原理
在一定温度下,纯物质语气气相达到平衡时的蒸气压为纯物质的饱和蒸气压。纯物质的饱和蒸气压与温度有关。将气相视为理想
气体时,对有气相的两相平衡(气-液、气-固),可用
Clausius-Clapeyron方程表示为:
dln(p/Pa)
dT=
vapHm
RT2
如果温度范围变化小vapHm可近似看做常数,对上式积分得:
ln(p/pa)=vapHmRT
+C
由上式可知,ln(p/Pa)与1
T
为直线关系:由实验测出p、T值,以ln(p/Pa)对1/T作图得一直线,从直线斜率可求出所测温度范围内液体的平均摩尔气化焓。
本实验使用等压计来直接测定液体在不同温度下的饱和蒸气压。
等压计是由相互联通的三管组成。A管及B,C管下部为待测样品的液体,C管上部接冷凝管并与真空系
统和压力计相通。将A,B管上部的空气驱
除干净,使A,B管上部全部为待测样品的
蒸气,则A,B管上部的蒸气压为待测样品
的饱和蒸气压。当B,C两管的液面相平时,A,B管上部与C管上
图一等压计
部压力相等。由压力计直接测出C管上部的压力,等于A,B管上
部的压力,求得该温度下液体的饱和蒸气压。
三、实验仪器及药剂
数字式温差计、玻璃缸恒温槽、真空泵、缓冲罐、
等压计、大气压计、乙酸乙酯(分析纯)
图二纯液体饱和蒸气压测量示意图
四、实验步骤
1、熟悉实验仪器和装置,按上图所示组装仪器,水浴锅中去离子水
不能低于刻度线,冷阱中加入冰水。
2、打开三通阀使得真空泵接大气,打开真空泵电源。
3、检漏:压力计上的冷凝管通冷却水。打开三通阀并通大气,打开
真空泵。关阀1,开阀2、3,使系统同大气,待差压计示数稳定后按
置零按钮,示数变为零。关阀3,真空泵与系统相通,缓慢开阀1,
系统减压。当压力表读数为-40~-50kPa时,关阀1,封闭系统。观
察压力表读数,如果压力表示数在5min中内基本不变或者变幅小于0,2kPa/min则可以判断系统没有漏气,否则系统漏气需要分段检查(此时不要打开恒温水浴锅的加热和搅拌装置,体系内气压对温度很敏感,这样很容易使得示数不稳定而不利于判断。)
实验现象:关阀3,缓慢开阀1后,系统负压增大。完全关闭阀1,封闭系统,压力表示数基本不变,体统没有漏气。
现象:关闭阀3,打开阀1、2之前,C管中有气泡冒出,关闭阀3,打开阀1、2之后,乙酸乙酯迅速进入A和B管。
5、从大气压计读取此时大气压值为99.95kPa。调节数字式温差仪为35℃,开启搅拌器,使得玻璃缸中的水温均衡。
6、关闭阀3,打开阀2,观察等温计的同时缓慢打开阀1,使系统减压抽气。除去等压计A管中液体内溶解的空气和等压计AB管间的空气。继续缓慢减压,使等压计A管中的液体气化,随空气一起逸出。关闭阀1.
实验现象:当阀1开启过大时,液体剧烈,呈“沸腾”状,液体冲到球形冷凝管中。调节阀1,使A管中液体内溶解的空气和等压计AB管间的空气较平和的呈气泡状逸出。关闭阀1之后依然有气泡平和溢
出。原因是缓冲罐与等压计之间存在稳定压差。
7、抽气几分钟后,缓慢打开阀3,使空气进入系统。多次调节阀1、
阀3的开闭,使得BC管中液面在同一水平面,从压力表上读取压力
值。同样的方法,再次抽气,再调节等压计BC管液面达同一水平,
读取压力值。直至两次的压力值相同或者相差很小,则表示等压计AB
管上面的空间完全被乙酸乙酯的蒸汽充满。记录此温度下的压力值和
温度。
实验现象:如果阀3打开过大,B液面上升,C页面下降,甚至C中
空气进入B,这样需要重新抽真空。水浴温度在-0.03℃—0.13℃的温
差范围内变动,温度增加压差减小。
8、调节恒温水浴升高至第二个温度,与上一个温度间隔为1℃。同
样的方法测定第二个温度下的压力值。重读操作,取八组数据。
9、实验结束,再次读取大气压值为100.12kPa。使系统也大气相通,
切断数字式温差仪,搅拌器,压力表电源,断开冷凝水。
10、整理试验台。
五、实验数据处理
表一实验数据
室温:
大气压1:99.95kPa大气压2::10.12kPa平均大气压:100.04kPa