饱和蒸气压测定实验报告要求-20161114

液体饱和蒸汽压的测定

学号：20145051214 姓名：高雪蔓 班级：2014级化学二班

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）用数字式真空计测定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，称为该温度下该液体的饱和蒸气压，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成蒸气，同时蒸气分子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在改变，因而具有一定的饱和蒸气压。

纯液体的蒸气压是随温度变化而变化的，它们之间的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

RT

H dT p d m

vap 2ln ∆=

○

1 如果温度的变化范围不大，△vap H m 常数，可当作平均摩尔汽化热，将○

1式积分得： c RT

H p m vap +∆-=

ln ○2

由 ○

2式可知，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。由该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。从图中也可求得其正常沸点。

本实验采用静态法，即将被测物质放在一个密闭的体系中，在不同温度下直接测量其饱和蒸气压，在不同外压下测量相应的沸点。

三、实验仪器、试剂

试剂： 异丙醇

仪器： 蒸气压测定装置 1套 真空泵 1台 数字式气压计 1台 恒温水浴槽 1台 装置图：（附图一） 四、实验步骤 1、读取室温及大气压

室温：19.1℃ 气压：100.24KPa

2、装样：

将平衡管内装入适量待测液体异丙醇。A球管约2/3体积，U形管两边各1/2体积。

将等位计内装入适量待测液体异丙醇，如上图所示，开通小流量的冷凝水。

3、仪器置零：

打开三个阀门和真空计开关使与大气相通。按动数字式气压计的“采零”键，使读数为零。

将恒温水浴槽温度设定为25℃加热。

4、系统气密性检查：

开启真空泵，关闭空气阀门和与实验装置连接的调节阀门，打开抽气阀门，真空泵连接电源，缓慢打开调节阀门，开始抽气至数字式气压计示数在—40~—53之间，关闭调节阀门，关闭真空泵，在两分钟内，若压差降≤0.1，则视为气密性良好。。

5、排除球管上方空间内的空气：

先关闭空气阀门和调节阀门，接通真空泵电源，缓慢打开调节阀门，有气泡逸出。

6、饱和蒸气压的测定：

当管内开始出现有大量气泡逸出，即达到沸腾状态时，关闭调节阀门，关闭真空泵，缓慢调节空气阀门（微调），使平衡管中两液面相等，记录此时数字式气压计示数和对应水温。

分别测定25、29、33、37℃时液体的饱和蒸气压。

7、实验结束：

打开空气阀门，使系统连通大气，关闭冷凝水。

五、数据记录与处理

室温：19.1℃大气压（实验前）：100.24 kPa

大气压（实验后）：100.24kPa 大气压（平均值）：100.24 kPa

P为异丙醇的饱和蒸气压，P=P(大气压)-|△P|

以ln(P/kPa)与103/(T/K)作直线图（作图要求写清楚横纵坐标）△vap H m/kJ·mol-1

lnp

1/T(10-3)

作图可知，直线的斜率m= -2.05339 截距C=9.0375

已知异丙醇摩尔蒸发焓= 42.11 kJ·mol-1，异丙醇正常沸点为82.45 ℃

(1) 异丙醇的平均摩尔蒸发焓△vap H m=39.24 kJ·mol-1

蒸发焓相对误差=6.8%

(2) 当P=101.325 时，异丙醇沸点T= 86.01℃

沸点的相对误差=4.3%

六、误差分析

燃烧焓计算的误差比较大的原因：

装置密封性不好；平衡管内液体沸腾过剧；实验过程中气压的控制不是完全的准确

七、问题讨论（教材思考题）

1．压力和温度的测量都有随机误差，试导出△vap H m的误差传递表达式。

答：由 H=U+PV 可得，

→ dH=dU+PdV+VdP

→ dH=(U/ T)V dT+( U/ V)T dV+pdV+Vdp

→ Δvap Hm=( U/ T)VΔT+VΔp

2．用此装置，可以很方便地研究各种液体，如苯，二氯已烯，四氯化碳，水，正丙醇，异丙醇，丙酮和乙醇等，这些液体中很多是易燃的，在加热时应该注意什么问题？

答: 加热时,易燃物体不应靠得太近发热器，拿取药品时,应避免把它撒在发热器上,当用这些药品时,应把它盖好放置. 加热时,应该缓慢加热，并且细心控制温度，使溶液的温度不能超过待测液的着火点，同时a,c管的液面上方不宜有空气（或氧气）存在，此外温度变化采用逐渐下降方式。

附图一