[知识]液体饱和蒸汽压的测液体饱和蒸气压的测定
实验四 液体饱和蒸汽压的测定
一、实验目的
1(了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系，理解Clausius- Clapeyron方程的意义;
2(掌握静态法测定不同温度下乙醇饱和蒸气压的
方法
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，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓;
3(初步掌握真空实验技术、进一步熟悉恒温槽及气压计的使用方法。
二、实验原理
饱和蒸气压:在真空容器中，液体与其蒸气建立动态平衡时(蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等)液面上的蒸气压力为饱和蒸气压。温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，所以蒸气压增大。饱和蒸气压与温度的关系服从Clausius- Clapeyron方程:
,,HdpVapm,dTT,V(4-1) m
液体蒸发时要吸收热量，温度T下，1 mol液体蒸发所吸收的热量为该物质的摩尔气化焓。沸点:蒸气压等于外压的温度。显然液体沸点随外压而变，101.325kPa下液体的沸点称正常沸点。
对包括气相的纯物质两相平衡系统，因V(g)?V(l)，故 ?V?V(g)。若气体视mmmm为理想气体，则Clausius- Clapeyron方程式为:
,pH,dpvapm, 2dTRT(4-2)
*因温度范围小时，ΔH可以近似作为常数，将上式积分得: vapm
,,,Hpvapm ln,，C,,pRT(4-3)
作,1/T图，得一直线，斜率ln(p/[p])
*H,vapm为 ，由斜率可求算液体的,R
ΔH*。 vapm
三、实验仪器
1,不锈钢真空包;2,抽气阀;3,真空包抽气阀;饱和蒸气压测定有静态、动态、饱和气三
4,进气阀;5,DP-A数字压力表;6,玻璃恒温水种方法。本实验采用静态法，以等压计在不同浴;7,温度计;8,等压计;9,试样球;10,冷凝温度下测定乙醇的饱和蒸气压。管;11,真空橡皮管;12,加样口
实验仪器见图4-4，包括恒温水浴;等压图4-4 饱和蒸气压测定装置
计;数字压力计;真空泵及附件。
被测样装入小球9中，以样品作U型管封闭液。某温度下若小球液面上方仅有被测物的蒸气，则等压计U型管右支液面上所受到的压力就是其蒸气压。当该压力与U型管左支液面上的空气的压力相平衡(U型管两臂液面齐平)时，就可从与等压计相接的压力计测出在此温度下的饱和蒸气压。
四、实验耗材
无水乙醇。
五、实验步骤
1(装样:从加样口加入2/3体积的无水乙醇，并在U型管内装入一定体积的无水乙醇。
2(按图4-4安装仪器。
3(打开数字压力计电源开关，预热5 min，按下“复位”键，调单位至“mmHg”。
4(关闭进空气口4，打开阀门2，3和真空泵，抽真空2 min~3 min，关闭阀门3，若数字压力计上的数字基本不变，表明系统不漏气，可进行下步实验。否则应逐段检查，消除漏气因素。
5(打开阀门3，继续抽真空。这时试样球与U型管之间的空气呈气泡状通过U型管中的液体逸出。当发现气泡成串逸出时，迅速关闭抽气阀门3(若沸腾不能停止，可缓缓打开进气门4，使少许空气进入系统)，2 min~5 min后关闭抽气阀门2。打开恒温水浴的加热开关，将水温升高至20?~25?。升温时可看到有气泡通过U型管逸出。
6(慢慢打开真空包抽气阀3，使等压计内的溶液缓缓沸腾1 min左右。缓缓打开进气门4，使少许空气进入。待等压计左右支管中液面相平时，迅速关闭阀门4，同时读出压力和温度。计算出所测温度下的饱和蒸气压(p,p,p)，并与
标准
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数据比较，误差控饱和大气表
制在5 mmHg以内。若大于此误差，重复此步骤。
7(每次升温2:C ~3:C，重复上述操作，测定乙醇在不同温度下的蒸气压。
8(实验结束后，打开阀门3、4，关闭气压计、恒温水浴的开关。先将系统排空，然后关闭真空泵。
六、实验结果及处理
室温t= ? 大气压p= kPa
* 1(将实验数据填入表4-4。注意:饱和蒸气压p=大气压读数+压差计读数(为负值!)
表4-4 乙醇的饱和蒸气压测定试样数据记录
1*编号 温度/? 表压/mmHg P/Pa ln(P/[P]) -1T/K
1
2
3
4
5
6
*2(以对1/T作图，得直线，由直线的斜率求出ΔH。ln(p/[p])vapm
文献值:乙醇的正常沸点78.37?(351.52K)，水的正常沸点为100.0?。
****作图建议: p,T图中p:5 kPa/cm， T: 5 K/cm; lnp,1/T中lnp:0.1/cm，1/T:
-10.02 K/cm。
七、实验注意事项
1(在一定的温度下，真空密闭容器内的液体能很快和它的蒸汽相建立动态平衡，即蒸汽分子向液面凝结和液体中分子从表面逃逸的速率相等。此时液面上的蒸汽压力就是液体在此温度下的饱和蒸汽压力。液体的饱和蒸汽压与温度有关:温度升高，分子运动加速，因而在单位时间内从液相进入气相的分子数增加，蒸汽压升高，所以测定蒸气压时为何要严格控制温度。排净等压计小球上面的空气，使液面上空只含液体的蒸气分子(如果数据偏差在正常误差范围内，可认为空气已排净)。但要注意抽气速度不要过快，以防止液封溶液被抽干。
2(等压计中有溶液的部分必须放置于恒温水浴中的液面以下，否则所测溶液温度与水浴温度不同。
3(待等压计左右支管中液面调平时，一定要迅速关闭阀门4，严防空气倒灌影响实验的进行。
4(在关闭真空泵前一定要先将系统排空，然后关闭真空泵，否则可能使真空泵中的油
倒灌入系统。
八、思考
题
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1(如何判断等位计中试样球与等位计间空气已全部排出,如未排尽空气，对实验有何影响,怎样防止空气倒灌,
2(测定蒸气压时为何要严格控制温度,
3(升温时如液体急剧气化，应作何处理,
4(每次测定前是否需要重新抽气,
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