饱和蒸气压实验讲义(实际)

饱和蒸气压
——用DP-AF-II 型饱和蒸汽压实验装置测定无水乙醇的饱和蒸气压
一、目的
1、 用等压计测定在不同温度下乙醇的饱和蒸气压；
2、 学会由图解法求乙醇的平均摩尔汽化热和正常沸点；
3、 熟悉等压计测定液体饱和蒸气压的原理。

二、原理
在一定温度下，纯液体与其气相达成平衡时的压力，称为该温度下液体的饱和蒸气压。

饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯－克拉贝龙方程式来表示。

2*ln RT
H dT p d m vap ∆= 〔1〕 *m
vap H ∆为温度T 时液体的摩尔蒸发热，R 为气体常数，T 为绝对温度。

在一定的温度变化范围内，*
m vap H ∆可视为常数，可当作平均摩尔汽化热。

将上式积分得：
C T A lgp ln *+=+∆-=或C RT
H p m vap 〔2〕 C 为积分常数。

由〔2〕式可知，lgp 与1/T 是直线关系，直线的斜率R H A m
vap 303.2*∆-=，因此可求出*m vap H ∆。

假设将lgp 对1/T 作图应得一直线，斜率为负值。

直线斜率m ＝-R H A m vap 303.2*∆-
=。

由此得到：*m vap H ∆＝-2.303Rm 〔3〕 这就可以由图解法先求得斜率m ，然后再由〔3〕式算出摩尔汽化热*
m vap H ∆。

本实验是在不同外压下测定乙醇的沸点温度。

通常是用等压计进展测定的。

在某一温度下，直接测量饱和蒸气压的方法为静态法，此法一般适用于蒸气压比拟大的液体。

本实验用静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压 三、设备介绍
〔一〕低真空压力计
低真空压力计,适用于负压的测量，可以代替U型水银压力计.消除其汞毒的特点。

低真空压力计采用CPU对压力数据进展非线性补偿和零位自动校正，可以在较宽的环境温度范围内保证准确度。

1、技术指标
①
②分辨率: 0.01 Kpa; 0.1 Kpa
2、使用条件
①电源:AC220V±10% 50Hz
②环境温度: -10～50℃
③相对湿度: ≤85%RH
④压力传递介质:除氟化物气体外的各种气体介质均可使用。

〔二〕恒温水浴
1、技术指标
①测控范围：室温～℃
②分辨率：℃
2、使用条件
①电源：AC220V±10% 50Hz
②温度：-5℃～50℃
③湿度：≤85%
④无腐蚀性气体，无强烈振动的场所。

〔三〕前面板示意图
图一前面板示意图
1、压力显示窗口
2、温度显示窗口
3、设定温度显示窗口
4、指示灯：显示压力计量单位的指示灯
5、工作、置数指示灯
6、采零键：扣除仪表的零压力值(即零点漂移)
7、单位键：选择压力计量单位
8、工作/置数转换按键 9、温度设置增、减键 10、电源开关
11、搅拌器开关键 12、搅拌器开关指示灯 13、搅拌器强弱键 14、搅拌器强弱指
示灯 15、加热器开关键 16、加热器开关指示灯 17、加热器强弱键 18、加热器强弱指示灯 19、可升降支架
20、电机盒 21、温度传感器 22、搅拌器
23、不锈钢水槽 24、加热器
〔四〕后面板示意图
图二后面板示意图
1、温度调整：消费厂家进展仪表校验时用，用户切勿调节此处，以免影响仪表的准确度。

2、压力调整：消费厂家进展仪表校验时用，用户切勿调节此处，以免影响仪表的准确度。

3、RS232C串行口：与计算机连接〔可选配〕
4、传感器插座：将传感器航空插头插入此插座
5、10A保险丝座
6、电源插座：与～220V相接
7、压力接口：被测压力的引入接口
8、出水口：用于排空水槽内的水
〔五〕缓冲储气罐
全部采用不锈钢制造，设计新颖，外形美观，防腐性、气密性好。

安装简便，使用平安、可靠。

1、技术条件
①压力罐的使用压力：-100Kpa～250 Kpa
②系统气密性：≤0.1 Kpa/10s
2、缓冲储气罐的使用方法
图三缓冲储气罐示意图
①安装
用橡胶管将真空泵气嘴与缓冲罐接嘴相连接。

接口〔2〕用堵头塞紧。

接口〔1〕与压力接口〔7〕连接。

②整体气密性检查
将进气阀、阀1翻开，阀2关闭〔三阀均为顺时针旋转关闭，逆时针旋转开启〕。

启动真空泵抽真空至压力为-100 KPa左右，关闭进气阀、及真空泵。

观察压力显示窗口，假设显示数值无上升，说明整体气密性良好。

否那么需查找并去除漏气原因，直至合格。

③“微调局部〞的气密性检查
关闭阀1，用阀2调整“微调局部〞的压力，使之低于压力罐中压力的1／2，观察数字压力计，其显示值无变化，说明气密性良好。

假设显示值有上升说明阀2泄漏，假设下降说明阀1泄漏。

3、与被测系统连接进展测试
用橡胶管将缓冲储气罐接口(2)与被测系统连接，接口(1)与压力接口连接。

关闭阀2，开启阀1，使“微调局部〞与罐内压力相等。

之后，关闭阀1，缓慢开启阀2，泄压至低于气罐压力。

关闭阀2，观察压力显示窗口，显示值变化≤0.01Kpa/4S，即为合格。

检漏完毕，开启阀2使微调局部泄压至零。

四、饱和蒸气压实验的步聚
1、上述各组成局部检测后，按图四用橡胶管将各仪器连接成饱和蒸气压的实验装置。

图四饱和蒸气压系统装置示意图
2、取下等位计，向加料口注入乙醇。

使乙醇充满试液球体积的2/3和U型等位计的大局部，
按图四接好等位计。

3、测定：在接通冷却水前先用止水夹夹住出水口的管子,再接通冷却水，设置控制温度25℃：
按“工作/置数〞键至置数灯亮。

依次按“X10”、“X1”、“X”、“X”键，设置“设定温度〞的十位、个位及小数位的数字，每按动一次，数码显示由0~9依次递增，直至调整到所需“设定温度〞的数值。

设置完毕，再按“工作/置数〞键，转换到工作状态，工作指示灯亮,仪表即进入自动升温控温状态。

4、设置完毕，按搅拌器“开关〞按键，加热器“开关〞按键，仪表处于快搅拌、快加热状
态、对应指示灯亮。

如需改变搅拌速率，切换搅拌“快慢〞按键。

通常情况下选择快即可。

升温过程中为使升温速度尽可能快，初始时可将加热器功率选择“强〞。

如需改变升温速率，切换加热“强弱〞按键。

5、系统温度到达设定温度时，由PID调节自整定，将水浴温度自动准确地控制在所需的温度范围内。

一般均可稳定、可靠地控制在设定温度的±℃以内。

注意：①置数工作状态时，仪器不对加热器进展控制，即不加热。

②水槽不能剧冷剧热防止玻璃爆裂。

6、当水浴温度到达25℃时，将真空泵接到进气阀上，关闭阀2，翻开阀1。

开启真空泵，
翻开进气阀使体系中的空气被抽出〔压力计上显示-90Kpa左右〕。

当U型等位计内的乙醇沸腾至3-5分钟时，关闭进气阀和真空泵，缓缓翻开阀2，漏入空气，当U型等位计中两臂的液面平齐时关闭阀2。

假设等位计液柱再变化，再翻开阀2使液面平齐，待液柱不再变化时，记下恒温槽温度和压力计上的压力值。

假设液柱始终变化，说明空气未被抽干净，应重复3步骤。

如法测定30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时乙醇的蒸气压。

注！测定过程中如不慎使空气倒灌入试液球，那么需重新抽真空前方能继续测定。

如升温
过程中，U型等位计内液体发生暴沸，可缓缓翻开阀2，漏入少量空气，防止管内液体大量挥发而影响实验进展。

实验完毕后：渐渐翻开进气活塞，使压力计恢复零位。

翻开出水阀放掉恒温槽内的热水，关闭冷却水。

拔去所有的电源插头。

五、实验考前须知
1、实验系统必须密闭，一定要仔细检漏。

2、必须让U型等位计中的试液缓缓沸腾3～4分钟前方可进展测定。

3、升温时可预先漏入少许空气，以防止U型等位计中液体暴沸。

4、液体的蒸气压与温度有关，所以测定过程中须严格控制温度。

5、漏入空气必须缓慢，否那么U型等位计中的液体将冲入试液球中。

6、必须充分抽净U型等位计空间的全部空气。

U型等位计必须放置于恒温水浴中的液面以
下，以保证试液温度的准确度。

7、不宜放置在潮湿及有腐蚀性气体的场所，应放置在通风枯燥的地方。

8、长期搁置再启用时，应将灰尘清扫干净后，将水浴试通电，试运行。

检查有无漏电现象，
防止因长期搁置产生的灰尘及受潮造成漏电事故。

9、为保证使用平安，严禁无水干烧！〔无水通电加热〕，而损坏加热器
10、为保证系统工作正常，没有专门的检验设备的单位和个人请勿翻开机盖进展检修，更不
允许调整和更换元件，否那么将无法保证仪表测控温的准确度。

11、传感器和仪表必须配套使用，不可互换！互换虽也能工作，但测控温的准确度必将有所
下降。

六、简单故障及排除。