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如猫似狗

金虫 (正式写手)

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[交流] 小瓶子里液体会喷溅吗?

20ml的圆柱状瓶子，装6mL水，20度时一个大气压下（约14.6psi）压盖密封使不透气，在105度加热箱中，缓慢振摇45min，然后105度时用注射器针头刺破密封垫与15 psi气压的环境相通，这时瓶中液体会溅出吗？

溅出与否主要受那些因素影响？有什么方法可避免？加沸石能管用不？

105度加热45min之后瓶中气体压力能有多少psi，能用克拉伯龙方程近似计算吗？

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1楼 2013-03-23 15:17:51

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如猫似狗

金虫 (正式写手)

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引用回帖:

31楼: Originally posted by 霁雪 at 2013-04-03 03:41:30
前天，小木虫好像被黑客了。
我写了一个小时的内容（断断续续），就失踪了。还变成了超级版主。怕惹麻烦，所以，才再答复。

仔细的想了，觉得你瓶里的压力应该不止18，可能有30以上。因为，之前我们只知道你是测 ...

前天，小木虫好像被黑客了。
我写了一个小时的内容（断断续续），就失踪了。还变成了超级版主。怕惹麻烦，所以，才再答复。

仔细的想了，觉得你瓶里的压力应该不止18，可能有30以上。因为，之前我们只知道你是测量水，现在知道你是测量那些有机溶剂。
既然是溶剂，不管含量的高低，在测试瓶上方的空间里，一定有他们的蒸汽存在（事实上你也就是测定这些蒸汽），所谓有蒸汽存在，就是有气体的压力存在，（这是我在小木虫里所有话题的主题）所以，每一种有机溶液都有他们的压力，但是因为微量，所以可能他们全部蒸发到空间也还不够在这个空间里达到饱和。然而不管怎样，这些有机溶剂的分压力是不可忽视的。你需要用克拉伯龙方程把每一种微量的有机溶液在105度时的蒸汽压计算近似计算出来。然后加起来才是瓶内的实际压力。（这是气体分压定律）
答：pv=nRT, 每一组分瓶子上方物质量是多少无从知道，每一组分都是上方及水里都有，甲苯、苯可能上方气体中多一些，每个组分情况都不一样。你的方法不可行。但我知道混合液体饱和蒸汽压= (各组分饱和蒸汽压*物质量分数)加和，水溶液中绝大部分是水，有机溶剂太少了，作用有限，总效果饱和蒸汽压肯定比水略大，但也不会差多少。姑且近似按水计算。

即便是纯水，我这个例子中，由于封存空气，加热，空气压力会增至1.3 atm(20-105℃), 另外假定上方空气对液面上方达到饱和蒸汽压没影响（饱和蒸汽压概念是在液体上方真空前提下），那么上方水蒸气压力为1.2 atm。这样总压应为2.5 atm（合36.5 psi）。
因为是压力状态，所以不是有机溶液在瓶内空间里蒸发了多少，而是反过来，有机溶液能在高温高压的水里溶解了多少的问题。
这个方面的计算，我没有资料，无法帮你。
答：那么微量就别提溶解度了，其中还有四种组分和水很互溶的。
但是，从以上的分析可以看到，气体里的各种有机溶剂的成分比例是和液体里成分比例绝不相同的。
答：这是对的，不同组分两相分配系数不同，上方肯定疏水成分比例增加，亲水组分比例减少，相对于未平衡之前水溶液。
你也没有资料的话，其实可以自己测，把每种有机溶剂单独加到水里，分别加温加压到表压15测量，然后再把这些测量的值加起来（这是气体分体积定律）
答：那么麻烦干嘛？我只想知道105度加热45min后上方压力是多少，用表压压力计插入瓶子胶垫测量就行，但没有压力计。
我现在猜想，你的重复性不好的问题，应该不是在我们现在所讨论的内容了里，可能是在你的准备步骤里。
答：我现在也怀疑。因为液体沸不沸腾关键看某温度下的饱和蒸汽压（常数）与液面上气压的关系。已确认仪器参数中提到压力的都是表压，无论是15psi，还是10psi表压都不足以让饱和蒸汽压为17.5 psi绝压的液体沸腾。因此应该不是这方面问题。我也不认为是人员操作问题，几个人都替换做过，无差别。而且平行六瓶，一旦重复性不好，可观察到顶空进样前后，损失重量有差异，跟响应值非常相关，损失重量越大，峰响应越小。可以认定是顶空进样器里的问题，要么硬件，要么方法参数问题。

虽然，这是操作规范，但是我觉得这45分钟的加热和摇晃是完全不必要的。反正你在测试，你可以测量得到，只要温度平衡了，不管是5分钟还是10分钟，其效果应该和45分子没有区别。摇晃和未曾摇晃的效果也不会有区别。
也就是说，液体的蒸发和达到饱和的平衡，几乎不需要时间。
答：这一点上，你认识有误。气液两相平衡是需要时间的，我的方法平衡参数来自美国药典。振摇也是可以加速平衡的，尽管平衡态不改变，跟催化剂类似，加速平衡达成。即使光要达到指定温度，也需要时间，振摇也可以加速热传导，加速平衡。

你所列出的几种有机溶剂，它们的挥发性都比水高，蒸汽压力比水大。如果达到饱和，它们的每一种105度时的分压力都在20以上。在常温的时候也比水蒸气压力高。
从这一点，也就是说在放入加热器之前，你刚配好的混合溶剂，必须保持在高度密封的容器里，每次取样也必须用枕头或滴管之类的做隔离空气的移动。只要动作稍有迟缓，便会导致有机溶剂的挥发损失。那么你的测定就发现有机溶剂的质量损失了。
答：上面我也提到，我不同意你的观点。总饱和蒸汽压不是各组分的简单加和。如果那样我混100种溶剂，每种0.01微克每毫升，那多大压力，砸蛋都出来了。需要注意密封，但没你说的那么严重，室温下操作稍麻利点儿没问题的。
我只能提供这些猜想了。也许帮不了你。
答：感谢你积极响应和捧场，一些观点对我还是很有帮助的。欢迎继续讨论。