纯液体饱和蒸汽压的测定
3纯液体饱和蒸汽压的测定
实验二液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与要求：对液体饱和蒸汽压与温度的关系作实验上的研究。
根据建立起的经验方程式，求算液体的平均摩尔汽化热。
二、预习要求：1、明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的基本原理。
2、了解真空泵、气压计的使用及注意事项。
3、了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。
三、实验原理：在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。
这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。
蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。
它们的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示：(2－1)D H：摩尔汽化热(J·mol-1) R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若温度改变的区间不大，D H可视为为常数(实际上D H与温度有关)。
积分上式得：(2－2)或 (2－3)常数，。
(3)式表明与有线性关系。
作图可得一直线，斜率为－B。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热D H。
(2－4)当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。
在图上，也可以求出液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：1、静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。
2、动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。
3、饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。
本实验利用第二种方法。
此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。
只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。
四、仪器和药品：液体饱和蒸汽测定仪1套抽气泵1台福廷式压力计1支加热电炉1个搅拌马达1台1/10°C温度计2支五、装置简介：图2--1中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。
冷凝管与U形压力计6和缓冲瓶7相接。
在缓冲瓶7和安全瓶11之间，接一活塞9，用来调节测量体系的压力。
饱和蒸汽压的测定方法
饱和蒸汽压的测定方法
饱和蒸汽压的测定方法通常包括静态法、动态法、饱和气流法和热重分析法等。
1. 静态法：这是一种经典的测定方法，通过在一定温度下直接测量液体与其蒸气相平衡时的压力来确定饱和蒸气压。
此法适用于具有较大蒸汽压的液体。
在实验中会使用到真空泵、恒温槽及气压计等设备。
2. 动态法：该方法通过测量沸点随施加的外压力变化来确定蒸汽压。
液体上方的总压力可调，并用一个大容器的缓冲瓶维持给定值，使用汞压力计测量压力值，加热液体待沸腾时测量其温度。
3. 饱和气流法：在一定温度和压力下，用干燥惰性气体缓慢通过被测纯液体，使气流为该液体的蒸汽所饱和。
然后通过吸收法测量蒸汽量，进而计算出蒸汽分压，即为该温度下被测纯液体的饱和蒸气压。
这种方法适用于蒸汽压较小的液体。
4. 热重分析法(TGA)：利用热重仪在温度T (单位K)下和缓慢的惰性气流中测定样品在一定时间内的质量损失，得到蒸发速度。
再根据兰格缪尔方程建立标准曲线，确定logPT对蒸发速度函数直线的斜率和截距，然后就可以通过相同的实验条件来测定未知物质的蒸汽压了。
纯液体饱和蒸汽压的测定
纯液体饱和蒸汽压的测定数据处理一、原理在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态是动态平衡。
纯液体的蒸气压是随温度变化而改变的，它们的关系可以用克劳修斯—克拉贝龙方程表示：dlnp*/dT=ΔvHm/RT2 （1）式中p*代表纯液体温度T时的饱和蒸气压；T为热力学温度；ΔvHm为液体摩尔气化热。
温度变化不大时，ΔvHm可视为为恒值。
将（1）式积分得：lnp*=-ΔvHm/RT+C （2）在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lnp*对1/T作图，可得一直线，由此直线的斜率可求出温度范围内ΔvHm的值。
当外压为标准大气压时，液体蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。
二．数据处理测量的数据如上表，先用P*对T作图。
具体方法是：用鼠标选定第一行和第二行数据，选“插入”中的“图表”，或单击工具栏中的“图表”符号。
出现一个对话框，选择“标准类型”中的“XY散点图”，在出现的对话框上单击“完成”。
出现一个图表。
在图中右击，选择“添加趋势线”。
再在趋势线上右击，选择“趋势线格式”，出现一个对话框，在“类型”中选择““图案”可以选择趋势线的样式，在“选项”中选择显示公式，此功能十分有用，程，减少人工处理的误差。
出现的方程字体可以调节大小。
在空白处右击，选择“图以标出图表名称以及坐标轴代表的含义和单位，还可以选择网格线的格式。
在两个右击，可以调节坐标轴的刻度，字体大小等。
在输入x轴单位时，可以通过调节字效果。
最后做出的图如下：图1 P*-T图由方程均匀取十组数T和P*的值，并求出对应的1/T和lnP*。
可以利用Excel的计方法是：在一行输入十个均匀的数据T，例如在第四行，在第五行输入公式=0.0238e0.0409为对应T值的位置，如B4，另外，指数幂需要用“插入”中的EXP函数。
最后公式“=0.0238*EXP(0.0409*B4)”用鼠标拖动，求出其他值。
物化实验——纯液体饱和蒸汽压的测定
实验四纯液体饱和蒸气压的测定一、目的要求1．明确液体饱和蒸气压的概念，了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系——克劳修斯-克拉佩龙方程式。
2．掌握用平衡管法测定不同温度下乙醇饱和蒸气压的方法，并利用图解法求其平均摩尔蒸发焓和正常沸点。
二、基本原理在一定温度下，气液平衡时的蒸气压叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。
纯液体的饱和蒸气压只是温度的函数，温度升高，其饱和蒸气压会增大。
当饱和蒸气压等于外压时，该液体开始沸腾。
本实验测定一系列不同温度下乙醇的饱和蒸气压。
在某一温度下，1摩尔液体转化为蒸汽的焓变为该液体在该温度下的摩尔蒸发焓Δv H m ，Δv H m 随温度而变化。
蒸气压随温度的变化率服从克拉佩龙方程：v m m,g m,L d d ()H p T T V V ∆=- (3-1) 式中：Δv H m 为摩尔蒸发焓，V m,g 为气体的摩尔体积，V m,L 为液体的摩尔体积。
和气体的体积相比较，液体的体积可以忽略，若再把气体看作理想气体，则（3-1）式可变换为：()v m2d ln Pa d p H T RT ∆= (3-2)上式称为克劳修斯-克拉佩龙方程式。
若在不大的温度间隔内，摩尔蒸发焓可以近似地看作常数，则上式积分可得：v m 212111ln()H p p R T T ∆=-- (3-3) 或()v mln Pa H p B RT∆=-+ (3-4) ()ln Pa Ap B T=-+ (3-5)式中R 为摩尔气体常数，B 为积分常数，A =Δv H m /R ，由（3-5）式可知，()ln Pa p 与1/T 是直线关系，直线的斜率为-A 。
若能得到直线的斜率，则由A =Δv H m /R 可求出平均摩尔蒸发焓Δv H m 。
本实验采用静态法测定乙醇的饱和蒸气压，即在不同温度下直接测量乙醇的蒸气压或在不同外压下测定乙醇的沸点。
具体的实验方法为平衡管法，装置如图1所示。
平衡管A 球内装待测液体，当A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，且B 管与C 管的液面处于同一水平面时，则表示C 管液面上的蒸气压（即A 球液面上的蒸气压）与加在B 管液面上的外压相等。
实验四纯液体饱和蒸汽压的测定
实验四-纯液体饱和蒸汽压的测定实验四纯液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1.理解饱和蒸汽压的概念及物理意义。
2.掌握饱和蒸汽压测定的基本原理和方法。
3.学习使用蒸汽压测定仪，提高实验技能。
4.观察并理解饱和蒸汽压与温度的关系。
二、实验原理饱和蒸汽压是指一定温度下，纯液体与其蒸气达到动态平衡时的蒸汽分压强。
当液体的温度升高时，其分子运动加剧，动能增加，使得液体分子蒸发到其蒸气中的速率增加，而当蒸气中的分子凝结到液体表面时，也形成了一定的阻碍。
当这两个过程达到平衡时，液体的蒸汽压力保持在一个固定值，即为饱和蒸汽压。
在一定的压力下，随着温度的升高，液体的饱和蒸汽压也会升高。
根据这个原理，我们可以利用温度与饱和蒸汽压的关系，通过测定不同温度下的饱和蒸汽压，绘制出饱和蒸汽压随温度变化的曲线，从而得到液体饱和蒸汽压与温度的关系。
三、实验步骤1.准备好实验所需的仪器和试剂，包括纯液体、温度计、真空泵、压力计、蒸馏瓶等。
2.将蒸馏瓶置于恒温水浴中，使液体温度保持恒定。
将压力计连接到蒸馏瓶的侧口，记录压力读数。
3.在恒定的温度下，通过真空泵缓慢降低蒸馏瓶内的压力，使液体逐渐蒸发。
在每个较低压力下保持几分钟以建立饱和蒸汽压。
4.逐渐提高压力，记录每个压力下的温度值，直到压力不再升高，即可停止实验。
5.根据实验数据绘制出饱和蒸汽压随温度变化的曲线。
四、数据分析1.对于每一个压力和温度值，我们可以计算其对应的饱和蒸汽压。
例如，当温度为T1时，压力P1下的饱和蒸汽压为P1(T1)；当温度为T2时，压力P2下的饱和蒸汽压为P2(T2)，以此类推。
2.将所有压力和温度下的饱和蒸汽压数据整理成表格，便于观察和分析。
3.使用Excel或其他绘图软件将表格中的数据转化为图形，绘制出饱和蒸汽压与温度的关系曲线。
五、实验结论通过本次实验，我们成功地测量了纯液体在不同压力和温度下的饱和蒸汽压数据，并绘制出了饱和蒸汽压与温度的关系曲线。
通过对比不同条件下（例如不同压力、不同温度）的饱和蒸汽压数据，可以发现纯液体的饱和蒸汽压与温度存在明显的相关性：随着温度的升高，饱和蒸汽压也相应增加；反之亦然。
纯液体饱和蒸气压的测定
纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
2. 用等压计测定不同温度下环己烷（或正己烷）的饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术。
3. 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热与正常沸点。
二、实验原理饱和蒸汽压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力。
它是物质的特性参数。
纯液体的蒸汽压是随温度变化而改变的，温度升高，蒸汽压增大；温度降低时，则蒸汽压减小。
当蒸汽压与外界压力相等时，液体便沸腾，外压不同时，液体的沸点也不同，通常把外压为101325Pa 时沸腾温度定义为液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯-克拉珀龙方程式表示：C RT H p mvap +∆-=*ln 由式可知，在一定外压时，测定不同温度下的饱和蒸汽压，以Tp 1~ln *作图，可得一直线，由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热m vap H ∆。
当外压为101325Pa 、液体的蒸汽压与外压相等时，可从图中求得其正常沸点。
饱和蒸汽压的测定方法有两类：1. 动态法：其中常用的有饱和气流法，即通过一定体积的己被待测液体所饱和的气流，用某物质完全吸收，然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸汽的分压力。
2. 静态法：把待测物质放在一封闭系统中，在不同温度下直接测量蒸汽压，或在不同外压下测液体的沸点。
本实验采用静态法，通过测定在不同外压下液体的沸点，得到其蒸汽压与温度间的关系。
实验采用压力平衡管测定蒸汽压（图），其原理：平衡管由三个相连的玻璃管a 、b 和c组成，a管中储存液体，b和c管中液体在底部相通。
当a和c管上部纯粹是待测液体的蒸汽，b和c管的液体在同一水平时，则加在b管液面上的压力与加在c管液面上的蒸汽压相等，该压力可由数字式真空压力计进行测定，此时液体温度即系统的气液平衡温度。
图平衡管示意图三、仪器与药品DP-AF 饱和蒸气压实验装置（南京桑力电子设备厂）1套（包括真空泵、缓冲储气罐、数字真空计、平衡管和冷凝器等），恒温水槽1套，电吹风机，温度计（分度值0.10C及10C）各1支正己烷（分析纯）、环己烷（分析纯）或无水乙醇（分析纯），氯化钠，，无水氯化钙，5A分子筛图纯液体饱和蒸气压测定装置示意图仪器装置如图所示，各部分部件功能如下：（一）DP－AF精密数字压力计DP-AF精密数字压力计是低真空检测仪表，适用于负压的测量，可以代替U型水银压力计，消除其汞毒的缺点。
实验四-纯液体饱和蒸汽压的测定
实验四-纯液体饱和蒸汽压的测定实验四 纯液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1. 掌握用静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。
2. 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。
二、实验原理在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为饱和蒸气压这里的平衡状态是指动态平衡。
在某一温度下，被测液体处于密闭真空容器中，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，当两者的速率相同时，就达到了动态平衡，此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。
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：2ln{p }vap m H d dT RT *∆= （2-1）式中 p *——液体在温度T 时的饱和蒸气压，Pa ；T ——热力学温度，K ；Δvap H m ——液体的摩尔汽化热，J ·mol -1；R ——摩尔气体常，8.314 K -1·mol -1。
如果温度的变化范围不大，Δvap H m 视为常数，可当作平均摩尔汽化热。
对式（2-1）进行积分得：ln vap m H p C RT *-∆=+（2-2） 式中c 为积分常数，此数与压力p *的单位有关。
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，以 lnp * 对 1/T 作图，可得一条直线，根据直线斜率可求出液体的平均摩尔汽化热。
当外压为101.325kPa 时，液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。
在图中，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。
测定液体饱和蒸气压的方法有三种，分别为动态法、静态法和饱和气流法。
动态法是指在连续改变体系压力的同时测定随之改变的沸点；静态法是指在密闭体系中改变温度而直接测定液体上方气相的压力；饱和气流法是在一定的液体温度下，采用惰性气体流过液体，使气体被液体所饱和，测定流出的气体所带的液体物质的量而求出其饱和蒸气压。
纯液体饱和蒸气压的测定(共15张PPT)
第一页，共15页。
纯液体饱和蒸气压的测量
一、实验目的 1、明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液平衡的概念，深
入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系-克劳修斯—克拉贝
龙方程式。测定的实验原理; 2、用等压管法测定不同温度下乙醇的饱和蒸气压，初步
掌握真空实验技术; 3、学会用图解法求被测液体在所测温度范围内的
第六页，共15页。
纯液体饱和蒸气压的测量
三、实验仪器与药品
纯液体饱和蒸气压测定装置1套;
循环水真空泵； 数字式压力计； 无水乙醇；
第七页，共15页。
纯液体饱和蒸气压的测量
四、实验装置图
纯液体饱和蒸气压测定装置图
第八页，共15页。
1、恒温水浴
2、温度计
3、搅拌 4、平衡管
5、冷凝管
6、水银压力计
7、缓冲瓶 8、进气活塞 9、三通活塞
平均摩尔汽化焓及正常沸点。
第二页，共15页。
纯液体饱和蒸气压的测量
二、实验原理 液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，气液两相平衡时蒸气的压力。 处于一定温度下的纯液体，其中动能较大的分子，要不断地从液体表面 逸出变成蒸气，此过程称为蒸发；与此同时，也会有蒸气分子回到液体 中，此过程称为凝聚。当蒸发与凝聚的速率相等时，就达到了动态平衡， 此时的蒸气压力就是该温度下液体的饱和蒸气压。温度越高，能逸出液面
纯液体饱和蒸气压测定装置图
读数能在2分钟内几乎维持不变，则表明系统不漏气。否则应
逐段检查，消除漏气原因。
第九页，共15页。
纯液体饱和蒸气压的测量
五、实验步骤 3、排除AB弯管空间内的空气
AB弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另
一部分是空气的压力。测定时，必须将其中的空气排除后，才能
纯液体的饱和蒸汽压的测量
纯液体的饱和蒸汽压的测量纯液体饱和蒸汽压的测量一、目的要求1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯, 克拉贝龙方程式。
2. 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3. 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热与正常沸点。
二、实验原理通常温度下( 距离临界温度较远时) ，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。
蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大; 温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。
当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm(101.325kPa) 时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯- 克拉贝龙方程式表,Hdlnpvapm 示: (1) ,2dTRT式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；△ H为在温度T时纯液体的摩尔vapm气化热。
假定△ H与温度无关，或因温度范围较小，△ H可以近似作为常数，vapmvapm ,H1vapm积分上式，得：⑵ Inp,,, ，CRT其中C为积分常数。
由此式可以看出，以Inp对1/T作图，应为一直线，直线的H,vapm斜率为，由斜率可求算液体的△ H。
vapm,R静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。
本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示：平衡管由A球和U型管B C组成。
平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压力计相连。
A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的（即A球液面上的蒸气压）与加在C管液面上的外压相等。
物理化学实验-纯液体饱和蒸气压的测定
实 验 纯液体饱和蒸气压的测定一．实验目的1、 用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气压。
2、 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系。
克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义，并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
二．预习要求1. 掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。
2. 了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。
三．实验原理在通常温度下(距离临界温度较远时)，密闭真空容器中，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。
蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。
当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为101.325p kPa =时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。
1、 饱和蒸气压的测定： （1）抽气减压，使*ac p p =；（关闭通气阀1，打开通气阀2及抽气阀，用水泵抽气减压） （2）调节b 、c 两液面相平，测定b p ，则*b p p = （关闭通气阀2，缓慢打开通气阀1） 2、 平均摩尔气化热vap m H ∆的测定：根据克劳修斯—克拉贝龙方程，有：*2ln vap mH d p dT RT ∆=式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；vap m H ∆为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定vap m H ∆与温度无关，或因温度范围较小，vap m H ∆可以近似作为常数，积分上式，得：*ln vap m H p CRT∆=-+其中：C 是积分常数，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为vap mH R∆-，由斜率可求算液体的vap m H ∆。
测定液体饱和蒸气压的方法很多。
本实验采用静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告
纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告实验目的：测量纯液体饱和蒸汽压的数值，并通过实验结果验证饱和蒸汽压与温度的关系。
实验器材：1.温度计：用于测量液体的温度。
2.玻璃封头：用于封闭液体和饱和蒸汽的容器。
3.饱蒸压计：用于测量饱和蒸汽的压力。
实验原理：在一定温度下，液体与其饱和蒸汽的压强达到平衡，称为液体的饱和蒸汽压。
根据饱和蒸汽压与温度的关系，可以通过实验测量饱和蒸汽压的数值，并验证其与温度的关系。
实验步骤：1.将液体倒入玻璃封头中，确保封头密封。
2.将温度计放入玻璃封头中，测量液体的温度，记录下来。
3.打开饱蒸压计，将其与玻璃封头相连。
4.观察饱蒸压计上的压力读数，待其稳定后，记录下来。
5.重复以上步骤，分别在不同温度下测量液体的饱和蒸汽压。
实验结果与数据处理：根据实验步骤所得到的数据，绘制温度与饱和蒸汽压力之间的关系曲线，可以得到实验结果。
讨论与结论：1.根据实验结果，可以观察到饱和蒸汽压与温度之间的正相关关系，即随着温度的增加，饱和蒸汽压力增大。
2.实验结果验证了饱和蒸汽压力与温度之间的关系，符合前人的研究成果和理论预期。
3.实验过程中，应注意保持实验条件的稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。
4.实验结果可以为实际应用提供参考，如工业生产中的蒸发器设备设计和运行过程中的安全性分析等。
总结：通过本实验，我们成功地测量了纯液体饱和蒸汽压的数值，并验证了饱和蒸汽压与温度之间的关系。
同时，我们也深入了解了实验原理和实验操作的要点。
通过本实验的实践，我们不仅巩固了相关知识的理论基础，还提高了实验操作技能和数据处理能力，为今后的科学研究和实验工作打下了坚实的基础。
10-3--纯液体饱和蒸汽压的测定
纯液体饱和蒸汽压的测定一、 实验目的1、 用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸汽压。
2、了解纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系即克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义，并学会由图解法求其平均摩尔汽化热和正常的沸点。
掌握用静态法测定液体饱和蒸汽压的操作方法，了解真空泵，恒温槽，气压计的使用及注意事项。
二、 实验原理在通常温度下（距离临界温度较远时），纯液体与其蒸气达到平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸汽压，简称为蒸气压。
蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔汽化热。
液体的蒸汽压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大，否则反之，这主要是与分子的动能有关。
当蒸汽压等于外界压力时，液体变沸腾，此时的温度称为沸点。
液体的饱和蒸汽压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：2*RT H p dT dp m vap ∆=，因温度范围小时，ΔvapH*m可以近似作为常数，将上式积分得：C RT H p p m vap +∆-=*][ln 作])/[ln(p p ～1/T 图，得一直线，斜率为 R H m*vap ∆-由斜率可求算液体的ΔvapH*m 。
测定饱和蒸汽压的方法很多本实验采用的静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸汽压。
此法一般适用蒸气压比较大的液体。
实验所用设备如上在改善一下即为我们实验所用设备.当时的大气压减去数字压力计的读数（压力差），即为该温度下液体的饱和蒸汽压。
三、实验仪器与试剂纯液体饱和蒸汽压测定装置1套；真空泵1台；数字压力计1台；数字温度计；蒸馏水；95%无水乙醇。
四、实验步骤1、装置仪器2、系统气密性检查，将缓冲瓶与大气连通，加热大烧杯中的水。
沸腾后继续煮沸5~10分钟以驱赶空气。
3、饱和蒸汽压的测定当空气被排干净，且体系温度恒定后，旋转直通活塞缓缓放入空气，直到AB管液面平齐，关闭直通活塞，记录温度与压力。
然后恒温槽温度升高5℃，当待测液体再次沸腾，体系温度恒定后，放入空气使AB管液面再次平齐，记录温度与压力。
实验十一：纯液体饱和蒸气压的测定.
2℃左右，接通冷凝水，打开平
衡阀2 使系统降压，至液体轻微 沸腾。 A 此时AB弯管内的空气不断随蒸气 经C管逸出，如此沸腾数分钟，可 认为空气被排除干净。
C B
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
实验步骤----静态法
5.饱和蒸气压的测定
当空气被排除干净且体
系温度恒定后，慢慢打
与文献值比较，分析误差及其产生的原因。
3.通过图求算出乙醇的正常沸点，与文献值比较， 分析误差及其产生的原因。
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
思考题
1. 如何判断平衡管中空气已全部排出？如未排尽空
气，对实验有何影响？怎样防止空气倒灌?
2. 升温时如液体急剧气化，应作何处理？
3. 每次测定前是否需要重新抽气？
实验原理
纯物质的饱和蒸气压除与物质本性有关外，主
要受温度的影响，温度越高相应的饱和蒸汽压越大。
给处于开口容器内的液体加热，饱和蒸汽压会
随着温度的升高而增大，当蒸汽的压力增加到与外
界的大气压力相等时，液体就沸腾，这时的温度称
为液体的正常沸点。
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化学基础实验——物理化学部分实验原理2. 克劳修斯-克拉贝龙方程式 设有1 mol物质，气-液平衡的Clapeyron方程为
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化学基础实验——物理化学部分
仪器药品
1. 仪器：纯液体饱和蒸气压测定装置1套（平衡管） DP-AF精密数字压力计
SYP玻璃恒温水浴装置1套
缓冲储气罐(或真空稳压包)1个 旋片式真空泵1个 福廷式气压计1个 乳胶管 橡皮管
2. 药品：无水乙醇
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化学基础实验——物理化学部分
实验七 纯液体饱和蒸气压的测定
实验七纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的1．用平衡管测定不同温度下水的饱和蒸气压；2．深入了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系——克劳修斯- 克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义；3掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法，了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。
二、实验原理1．饱和蒸气压在一定温度下，纯液体与其气相达平衡时蒸气的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。
当蒸气压与外界压力相等时液体便沸腾。
因此在各沸腾温度下的外界压力就是相应温度下液体的饱和蒸气压。
外压为P （101.325kPa）时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度有关。
若将气体视为理想气体并略去液体的体积，且忽略温度对摩尔蒸发热Δwp H m 的影响，则液体的饱和蒸气压与温度的关系可用Clausius －Clapeyron 方程表示：RT HdT p m v d 2*ln ∆= 或 C RT Hp m v +=∆-*ln （7-1）假定Δwp H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δwp H m 可以看作为常数。
积分上式，得lnP=-Δwp H m /R ×(1/T)+C (7-2)其中C 为积分常数，由此式可以看出，以lnP*对1/T 作图可得一直线，由直线的斜率为-Δwp H m/R,可求得该液体的Δwp H m 。
2．测定饱和蒸气压的方法本实验测定饱和蒸气压的方法为静态法： 。
图Ⅱ-7-1 液体饱和蒸气压测定装置图（静态法）（3）静态法：把待测物质放在一个密闭体系中，在不同温度下直接测量蒸气压或在不同外压下测定不同气体的沸点。
本实验采用静态法即平衡管法，所用仪器如图Ⅱ-7-1 所示。
平衡管由 A球和U型管B、C组成。
平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与缓冲储气罐（缓冲储气罐与数字压力计）相连。
A 内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的蒸气压（A球液面上的蒸气压）与加在C管液面上的外压相等。
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须重新排气。
九、思考与讨论：
1．说明饱和蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义。 2．克-克方程在什么条件下才能应用？为什么本实验测得的只是平均蒸发焓？ 3．稳压瓶的作用是什么？ 4． 本实验过程中为什么要防止空气倒灌?如果在等压计 A 球与 B 管间有空气， 对测定沸点有 何影响？其结果如何？怎样判断空气已被赶净？ 5.能否在加热情况下检查是否漏气? 6.怎样根据压力计的读数确定系统的压力？ 7．本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压，为什么? 8．温度愈高测出的蒸气压误差愈大，为什么? 9.负压如何检漏？哪些部位易泄漏？大于大气压的系统如何检漏？ 10.实验装置中添加冷阱，应加在哪儿？起什么作用？ 11. 电子压力计的数显值具有什么样的单位？ 12.测液体的饱和蒸气压还有哪些实用意义？
式中，R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;ΔvapHm 为在温度 T 时纯液体的摩尔气化热。 假定 ΔvapHm 与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm 可以近似作为常数，积分上式， 得:
ln p
A B T
ln p
或
A B T
vap H m Rm
式中：B 为积分常数。 从上式可知：若将 lnp 对 1/T 作图应得一直线，斜率 m=－A＝－ΔvapHm/R 由此可得 ΔvapHm ＝－mR。 同时从图上可求出标准压力时的正常沸点。 本实验采用静态法以等压计在不同温度下测定无水乙醇的饱和蒸气压。在一定温度下， 若等压计（也叫平衡管）小球液面上方仅有被测物质的蒸气，那么 U 形管右支管液面上所 受压力就是其蒸气压。当这个压力与 U 型管左支液面上的空气压力相平衡时（U 型管两臂 液面齐平） ，就可从等压计相接的压差测量仪中测出此温度下的饱和蒸气压（图 1、图 2） 。
纯液体饱和蒸汽压的测定
实验学时：4 实验类型： （验证） 实验要求： （必修） 一、目的要求：
1、掌握用静态法( 亦称等位法)测定纯液体在不同温度下蒸气压的原理，进一步理解纯液体 饱和蒸气压与温度的关系。 2、学会测定不同温度下无水乙醇的饱和蒸汽压，并掌握真空泵、恒温槽及气压计的使用。 3、 学会用图解法并根据克拉贝龙-克劳修斯方程求所测温度范围内无水乙醇的平均摩尔汽化 热及正常沸点。
气。如果压力计的显示数值逐渐变小，则系统漏气，这时必须细致分段检查，寻找出漏气部 位，设法消除。 4、饱和蒸气压的测定： 将恒温槽温度调至比室温高 3℃，接通冷却水，开动真空泵，开启抽气阀 1，缓缓开启抽 真空阀 2，抽气减压至液体轻微沸腾（可以观察到连续冒气泡） ，排尽 AB 弯管内的空气， 关闭抽气阀 2 和 1，然后缓缓旋转放空阀放入空气，直至 B、C 管中液面平齐，关闭放空阀， 读取此时的 p、T 值，同法再抽气，再调节 B、C 管中等液面，重读压力，平行测定 2~3 次。 5、用上述方法再测定 4 个不同温度时的无水乙醇的饱和蒸气压(每个温度间隔为 3K) （注 意：升温过程中应经常开启放空阀，缓缓放入空气，使 U 型管两臂液面接近相等，如放入 空气过多，可缓缓打开抽气阀 2 抽气） 。 6、实验完后，缓缓打开放空阀至大气压止，在数字式大气压力计上读取当时的室温和大气 压，整理实验台。
m 2L 2h ( ) m L2 L1 h2 h1
H mR d (H ) dm H m (H ) m 2L 2 h 则 ( ) H m L2 L1 h2 h1
3、 最小二乘法拟合的误差
y mx c y ln p 1 x T H m R n x i y i xi y i m n xi2 ( xi ) 2 H 实验步骤：
1、熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日大气压。 2、装置仪器： 平衡管洗净、烘干，装入待测液，使 A 球内约有 2/3 体积的液体，B 球和 C 球各 1/2 体 积，将平衡管接在冷凝管的下端。平衡管中液体的装法有两种：一是把盛样的 A 球烘烤， 赶走空气，迅速在 C 球中加入液体，冷却 A 球，把液体吸入，再烤，再装，装至 2/3 球的 体积，在 U 型管中加无水乙醇作液封。二是将 C 球中加入液体，将平衡管与一水泵相连接， 抽气，并突然与水泵断开，让 C 球的溶液流入球 A。 3、系统气密性的检查： 如上面实验装置图连接好装置， 将等压计与冷凝管接好并用橡皮筋固定牢， 打开冷却水， 然后关闭放空阀，打开真空泵及抽真空阀1、2，抽气减压至压力计示数约为53kPa，关闭放 空阀。注意观察压力计示数，如果压力计的示数能在3～5min内维持不变，则表明系统不漏
八、注意事项：
1. 等压计中 AB 弯管内的空气必须排净。 2.抽气的速度要合适，在升温时需随时调节放空阀，避免等压计内液体激烈沸腾致使 B 管内 液体被抽尽（如果被抽尽，要及时添加） 。 3.蒸气压与温度有关，故测定过程中恒温槽的温度波动需控制在土 0.1K 内。 4.压力平衡管必须全部浸入水浴中，以保证无水乙醇的温度与水温相同。 5.实验过程中需防止 B 管液体倒灌入 A 球内，带入空气，使实验数据偏大，一旦倒吸，必
图1 测定液体饱和蒸气压装置 1.等位计；2.搅拌器 3.温度计；4.冷阱， 5.低真空测压仪 6.缓冲瓶 7.接真空泵
图2 等压计结构
三、仪器及试剂：
玻璃恒温槽 1 套；平衡管 1 只；冷凝管 1 只；冷阱 1 个；真空压力计 1 台；真空泵及附件 1 台；缓冲瓶 1 个；真空管 若干；无水乙醇（A.R.） 。
-1
七、误差分析：
1、 随机误差：压力和温度的测量都有随机误差，误差传递表达式为
H c RT H cRT RT ln p ( H ) T p ( ) H T p (c ln p) ln p
2、 图解法求斜率 m tg 的误差
m
ln p 2 ln p1 h2 h1 1 1 L2 L1 T2 T2
二、实验原理：
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：A、静态法：在某一固定温度下直接测量饱和 蒸汽的压力。B、动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。C、饱和气流法：在液体表 面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计 算液体的蒸汽压。 在通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下 液体的饱和蒸气压， 简称为蒸气压。 蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔 气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大;温度降低时，蒸气压降低，这 主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外 压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为 pθ(101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的 正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:
六、数据记录与处理:
室温: ℃ 大气压 p0: kPa
1． 将测得的数据及计算结果列入下表：
温度 t/℃ T/K
P/kPa
P 平均/kPa
lnp
1/T(K-1)
备注
2．根据实验数据作出 lnp-1/T 图。 3．从直线斜率计算无水乙醇在实验温度范围内的平均摩尔汽化焓，将直线延长到 p=105Pa 处，求无水乙醇的正常沸点。将计算结果与文献值（乙醇的摩尔汽化热为 41.50KJ/mol ；正常沸点：78.4℃）进行比较，讨论其误差来源 4. 由所得的直线斜率及截距列出无水乙醇的饱和蒸气压和温度的关系式。