乙醇饱和蒸汽压的测定实验为什么要严格控制恒温水浴的温度
所谓饱和蒸汽压,指在密闭条件中,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。
在这里,密闭和温度是确定饱和蒸汽压的两个基本条件,不满足这两个条件测定结果就没有意义。
恒温水浴的温度,是实验中满足温度条件的手段,控制状态的好坏直接影响实验结果。
如下:
(a) 温度测定过程中产生的误差:在进行温度测定的过程中,由于搅拌器的搅拌不可能使得体系中各部分的温度达到绝对均匀。所以,通过温度测量仪测得的是测温探头附近液体的温度,此温度与饱和蒸气的温度不一定完全一致,从而使所测数据和最终计算结果与实际值间存在误差。
(b) 实验中环境条件改变产生的误差:在测量过程中,虽然采用恒温槽使得体系的温度处于恒定状态,但仍然不能完全保证测定条件没有发生变化。
同时,由于实验中测定仪器直接与外界环境接触,所以当外界环境温度、大气压力和湿度改变时,测量仪器所处状态的不同可能影响其测得数据的准确性。
(c) 测量体系的改变:在实验中认为测量体系的组成没有变化,始终为无水乙醇。但是在实际情况下,体系组成改变的可能也是存在的。具体而言,如果排气或升温过程中液体沸腾过于剧烈,可能使蒸发出的液体将仪器磨口密封用的甘油溶解。
之后混有甘油的蒸汽返回体系时就可能改变体系组成,从而使体系饱和蒸气压发生变化,引入误差。为避免这一现象,升温时需随时调节活塞H,防止液体剧烈沸腾。
1、温度测定过程中产生的误差:
在进行温度测定的过程中,由于搅拌器的搅拌不可能使得体系中各部分的温度达到绝对均匀。通过温度测量仪测得的是测温探头附近液体的温度,此温度与饱和蒸气的温度不一定完全一致。
2、实验中环境条件改变产生的误差:
在测量过程中,虽然采用恒温槽使得体系的温度处于恒定状态,但仍然不能完全保证测定条件没有发生变化。同时,由于实验中测定仪器直接与外界环境接触,所以当外界环境温度、大气压力和湿度改变时,测量仪器所处状态的不同可能影响其测得数据的准确性。
思考题及建议
1、如果要判断等压管b处空气是否排净,应如何检查?
在初次测量时,重复测量两次蒸汽压,两次相差较小可认为系统中无空气。
2.、在实验过程中为什么要防止管b中进入空气? 若有空气进入则测得结果将有什么样的变化?
在改造的系统中,已经解决了空气倒灌的问题。实验过程的任何操作不可能导致空气进入系统。
2.了解真空泵、气压计、真空表的构造,掌握其使用方法
3.学会用动态法测定液体的饱和蒸气压并求平均摩尔气化热
实验原理
饱和蒸气压是指在一定温度下纯液体处于平衡状态时的蒸气压力。液体分子从表面逃逸而成蒸气,蒸气分子又会因碰撞而凝结成液相,当两者达到平衡时,气相中该分子具有的压力就称为饱和蒸气压。当液体处于沸腾状态时,其上方的压力即为其饱和蒸气压。
温度不同,分子从液体逃逸的速度不同,因此饱和蒸气压不同。饱和蒸气压与温度的关系可用克-克方程来表示:
式中的 p* 即为饱和蒸气压,Δ
得:
vap mH 为液体的摩尔气化热。对该式进行积分,可
此式表示在一定温度范围内,液体饱和蒸气压的对数值与温度的倒数成正比。如
*果测定出液体在各温度下的饱和蒸气压,在坐标系中以 ln p 对 1/T 作图,可
得一条直线,根据直线斜率可求出液体的摩尔汽化热。将该直线外推到压力为常压时的温度,即为液体的正常沸点。