實驗心得 有機液體濃度配氣方法

2022-02-13 21:59:02 字數 779 閱讀 7489

我們以丙酮為例,展示如何給揮發性液體配氣。首先我們了解這個概念:揮發性液體在空氣中飽和時的濃度,等於該液體的飽和蒸氣壓和標準大氣壓的比值。

證明如下:

從《物理化學實驗》(王亞峰主編) 55頁中我們找到了飽和蒸氣壓的定義。飽和蒸氣壓:在真空容器中,液體與其蒸氣建立動態平衡時(蒸氣分子向液面凝結和液體分子從表面逃逸的速率相等)液面上的蒸氣壓力為飽和蒸氣壓。

利用飽和蒸氣壓來計算氣體濃度的根據是這樣的:

如圖1所示,某揮發性液體在真空容器中,與蒸氣建立動態平衡。按照定義,po定義為此液體在此溫度下(to)的飽和蒸氣壓。如果我們此時放入溫度為to的空氣(如圖2所示,溫度不變),則蒸氣a的壓強將變為標準大氣壓patm,同時vo被壓縮成v1。

這種情況等同於:在乙個大氣壓下密封容器內混合有有蒸氣a和空氣。根據標準氣態方程,我們可以得知被壓縮的蒸氣和液體a上方的容器空間的比例。

蒸氣a被壓縮成v1,v1和液體上方容器空間v(v=vo)的比例為:

也就是飽和蒸氣壓和標準大氣壓的比值,因此氣體a和總混合氣體的體積比就是分壓比。我們只要查出常溫條件下丙酮的飽和蒸氣壓,就能推算出它們的濃度。再用氣體流量比例稀釋法就能配出ppm量級的丙酮了。

(《物理化學實驗》楊冬花 2023年6月礦業大學出版社也能查到丙酮的資料表)

按照表中給的公式,我們就能算出丙酮在25 oc下的飽和蒸氣壓:

丙酮(acetone): 30.3 kpa

也就是說丙酮在25 oc大氣下飽和後的濃度為 30. 3%,也就是3.03×105 ppm。我們可以利用流量稀釋法進一步將丙酮進行稀釋,那麼就能配置出不同濃度的丙酮。

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