实验九 氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验
一、 实验目的
测定不同温度下氯化钠溶液的饱和蒸气压数据，采用Antoine方程进行关联，得出模型参数。
测定体系：质量分数15%的 NaCl-H2O
二、 实验原理
本实验是采用动态沸点法，当液体的蒸气压与外界压力相等时，液体就会沸腾。沸腾时的温度就是液体的沸点，对应的外界压力就是液体的蒸气压。在不同的外压下，测定液体的沸点，从而得到液体在不同温度下的饱和蒸气压。
动态法的测压范围多为常压以下，适用于高沸点液体蒸气压的测定。实验系统简单，安装方便，测量简单、迅速。实验时，先将体系抽气至一定的真空度，测定此压力下液体的沸点，然后逐次往系统放入空气，增加外界压力，并测定相应的沸点。
Antoine方程是最基础的蒸气压关联方程。其适用范围在3~200kPa，超出此范围所得的压力值一般偏低。
对于混合物而言，Antoine方程的具体形式如下
式中，p——溶液的饱和蒸气压，单位kPa；
T——温度，单位K；
w——溶质NaCl的质量分数；
Ai、Bi——Antoine方程中的参数，利用溶液的蒸气压数据回归得到。
已知当溶剂为水时，C=43.15。关联数据时要求n=3。
三、仪器
该装置采用动态沸点法测定溶液饱和蒸气压，具有快速、准确等优点。该装置由两口烧瓶（500ml）、恒温油浴槽、强磁力搅拌器、回流冷凝器、低温箱、隔膜真空泵、压力数据采集器、温度数据采集器、大气压力表等部分组成。
实验时，烧瓶中放入待测溶液约250ml,装置中所有玻璃管和玻璃管的连接处均涂有真空硅脂，玻璃管和橡胶管之间均涂有真空泥，以确保系统的密封性能。
四、 药品
氯化钠（99.5%） 去离子水
五、 操作步骤
（1）将待测溶液（质量分数为15%的NaCl水溶液）约250ml置入烧瓶中，搭建好测定装置。
（2）开启低温箱，在冷凝器中通入-4℃的冷却乙醇（低温箱控制水温）。
（3）开启磁力搅拌器。
（4）开启真空泵，调节真空调节阀器使系统稳定于较高真空度（例如绝压3kpa）。
（5）开启恒温槽加热，将恒温加热槽设定到一定温度，开始加热。
（6）观察烧瓶中的溶液，当溶液沸腾时，温度读数不变，记下此时压力数据采集器、温度数据采集器的读数。
（7）调节真空调节阀，使系统稳定于另一较低真空度，继续实验步骤（5），（6），直到实验结束。
（8）结束实验，对试验后的装置和试剂进行处理。
六、 实验数据记录与处理
实验原始数据：
初步数据处理：
用Matlab的fittype函数求解Antoine方程各参数的初值。
令x=1000/(T-43.15)，y= lg p。
Matlab命令为：
>>clc;
>>clear;
>>x=[3.8145 3.7140 3.6052 3.5710 3.4535 3.3425 3.2616 3.2254 3.1403]
>>y=[0.6274 0.8007 0.9872 1.0434 1.2425 1.4259 1.5650 1.6211 1.7690]
>>A0=[]
A1=[]
A2=[]
A3=[]
B0=[]
B1=[]
B2=[]
B3=[]
>>y1=fittype('(A0+(x*B0))+(A1+(x*B1))*15+(A2+(x*B2))*15^2+(A3+(x*B3))*15^3','independent','x')
>>cfun = fit(x',y',y1)
运行后，得到：
A0 = 0.8145 (-3.023e+044, 3.023e+044)
A1 = 0.9017 (-2.541e+029, 2.541e+029)
A2 = 0.06566 (-2.149e+043, 2.149e+043)
A3 = -0.006532 (-1.343e+042, 1.343e+042)
B0 = 0.6322 (-8.906e+004, 8.906e+004)
B1 = 0.09503 (-6.77e+004, 6.77e+004)
B2 = 0.2409 (-5.155e+004, 5.155e+004)
B3 = -0.01717 (-3526, 3526)
其中lgP=(A0+(1000*B0/(T-43.15)))*15^0+(A1+(1000*B1/(T-43.15)))*15^1+(A2+(1000*B2/(T-43.15)))*15^2+(A3+(1000*B3/(T-43.15)))*15^3
数据处理：
将以上结果作为初值，代入excel表格中进行规划求解。以p偏差的平均值设为目标单元格，将8个参数设为可变单元格，求出使p偏差最小的一系列参数Ai，Bi（i=0,1,2,3），规划求解后的表格如下：
以第一组数据为例：
使用matlab拟合数据可求出：
A0=0.8145 A1=0.9017 A2=0.06566 A3=-0.006532
B0=0.6322 B1=0.09503 B2=0.2409 B3=-0.01717
当溶剂为水时，C=43.15
压力偏差
根据
可以反解出
， T计算=305.3292K同时求出温度偏差：
七、 实验结果讨论
分析本次实验及数据处理的误差可能存在以下几个方面：
1、 测定物系，即NaCl溶液的质量分数配制时并不一定严格等于15%，并且在测定过程中，由于回流时会有一定量的水留在冷凝管壁上，溶液的质量分数又会有一定偏差。
2、 由于实验操作中为了加快速度，油浴的温度设定比较高，所以不容易把握溶液沸腾的准确时间、准确温度。
第二篇：实验一氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验1
实验一氯化钠溶液饱和蒸气压测定实验
一、实验目的
测定不同温度下氯化钠溶液的饱和蒸气压数据，采用Antonie方程进行关联，得出模型参数。
测定体系：NaCl-H2O (15%、20%、25%)质量分数
二、实验原理
本实验是采用动态沸点法，当液体的蒸气压与外界压力相等时，液体就会沸腾。沸腾时的温度就是液体的沸点，对应的外界压力就是液体的蒸气压。在不同的外压下，测定液体的沸点，从而得到液体在不同温度下的饱和蒸气压。
动态法的测压范围多为常压以下，适用于高沸点液体蒸气压的测定。实验系统简单，安装方便，测量简单、迅速。实验时，先将体系抽气至一定的真空度，测定此压力下液体的沸点，然后逐次往系统放入空气，增加外界压力，并测定相应的沸点。
三、仪器
该装置采用动态沸点法测定水溶液饱和蒸气压，具有快速、准确等优点。装置如图1所示。该装置由两口烧瓶（500ml）、恒温油浴槽、强磁力搅拌器、回流冷凝器、低温箱、隔膜真空泵（东京理化器械株式会社）、U型水银压差计、温度数据采集器、大气压力表等部分组成。
图1 溶液饱和蒸气压测定实验装置示意图
实验时，烧瓶中放入待测溶液约250 ml，装置中所有玻璃管和玻璃管的连接处均涂有真空硅脂，玻璃管和橡皮管之间均涂有真空泥，以保证系统的密封性。
四、药品
氯化钠（99.5%），去离子水
五、操作步骤
[1] 将待测溶液约250 ml置入烧瓶中，搭建好测定装置。
[2] 开启低温箱，在冷凝器中通入-3 ℃的冷却水（低温箱控制水温）。
[3] 开启磁力搅拌器。
[4] 开启真空泵，调节真空调节阀器使系统稳定于某一较高真空度（例如绝压3kPa）。
[5] 开启恒温槽加热，将恒温加热槽设定到一定温度，开始加热。
[6] 观察烧瓶中的溶液，当溶液沸腾时，温度读数不变，记下此时压力数据采集器、温度数据采集器的读数。
[7] 调节真空调节阀，使系统稳定于另一较低真空度，继续实验步骤[5]和[6]，直到实验结束。
[8] 结束实验，对实验后的装置和试剂进行处理。
六、实验数据记录与处理
1、实验数据以下表形式表示：
日期： 记录人： 测定体系：
2、用Antonie方程拟合饱和蒸气压数据
Antoine方程是最基础的蒸气压关联方程。其适用范围在3～200 kPa，超出此范围所得的压力值一般偏低。
对于混合物而言，Antoine方程的具体形式如下
.............................. (1)
式中，p¾溶液的饱和蒸气压，单位kPa；
T¾温度，单位K；
w¾溶质NaCl的质量分数；
Ai、Bi¾方程(1)中的参数，利用溶液的蒸气压数据回归得到。
已知当溶剂为水时，C= 43.15。关联数据时要求 i=3。
七、实验要求
1、测量数据点不少于5个数据点。
2、实验报告要求简明叙述实验目的、原理、操作要点。
3、正确处理实验数据，并与文献中数据进行比较，对结果要加以评价与讨论。
注意事项：
1、高温油浴槽、隔膜真空泵采用电压均为110V，各配备相应的变压器，操作时应注意。
2、系统在负压下操作，抽真空时应特别注意操作步骤，调压阀打开后再开启真空泵。
3、实验操作严格按照操作步骤进行，实验仪器的使用严格按照操作章程进行。
高温油浴槽：
打开开关（显示当前温度）、set、设置温度、set、set（升温）
低温箱：
开启：打开开关、set、设置温度、set、run
关闭：stop、关闭开关
附录: 氯化钠溶液文献数据
注：w为溶液中NaCl的质量浓度