纯液体饱和蒸气压的测定
实验三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、 掌握静态法测定不同温度下纯液体饱和蒸气压的方法 2、 根据克-克方程计算被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热和正常沸点 3、 加深对纯液体饱和蒸气压、正常沸点、气液平衡概念的理解 4、初步掌握真空实验技术二、 实验原理1、 基本概念（1） 液体饱和蒸气压：在一定温度下，纯液体与其蒸气达到两相平衡时，气相的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压。
（2） 正常沸点：当液体饱和蒸气压等于一个标准大气压的外压时的气液平衡温度称为该液体的正常沸点。
2、 基本原理（1） 液体饱和蒸气压与温度的关系：克-克方程2ln RTH dT p d mv ∆= （2） 利用克-克方程的不定积分式计算m v H ∆c RTH p mv +∆-=ln 图解法、最小二乘拟合法求直线斜率R H m v /∆- （3） 图解求出正常沸点当p=760mmHg 时，从图中查出1/T 值，推算出T 正常 动态法：又叫沸点法，测定待测液体在指定外压下的沸点。
静态法：又叫等压计法，测定待测液体在指定温度下的蒸气压。
三、 仪器装置（略）四、 实验步骤 1、 检漏 2、 赶空气3、 读取大气压值4、 测定正常沸点（平行测定三次）5、 测定不同温度下饱和蒸气压6、 再次读取大气压值五、 数据处理2、 作图：lnp ~ 1/T3、 计算斜率：RH tg mv ∆-=θ 4、 求出正常沸点T 正常5、验证楚顿规则（Trouton’s Rule ）：1188--⋅⋅≈∆mol K J T H mv 正常六、 误差分析 1、系统误差：克-克方程推导过程中引入了假设条件 克拉贝龙方程：mv mv V T H dT dp ∆∆= （气液平衡） 假设：（1） 液相的体积跟气相比可以忽略不计 （2） 气相可视为理想气体则pRTg V l V g V V m m m m v =≈-=∆)()()( 2ln RTH dT p d mv ∆= 2、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))ln (()(ln ln p c p pT T H H pRT cRT H c RTHp -∆+∆±=∆∆∆∴-=∆+∆-=3、图解法求斜率θtg m =的误差)22()()()22(11ln ln 1212121212122212h h h L L L m m H H m dmH H d m R H h h hL L L m m L L h h T T p p m -∆+-∆±=∆=∆∆∆=∆∆∴=∆-∆+-∆±=∆∴--=--=则4、 最小二乘法拟合的误差mmH H Rm H x x n y x y x n m RH m T x py cm x y i i ii i i ∆=∆∆∆-=∆--=∆-===+=∑∑∑∑∑)()(1ln 22。
纯液体饱和蒸汽压的测定
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，即克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义，并学会用由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
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。
二、实验原理本实验采用的静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压。
平衡管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。
此时体系气液两相平衡，该温度称为液体在此外压下的沸点。
用当时的大气压减去数字压力计的读数（压差△P），即为该温度下液体的饱和蒸气压。
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：dlnp∕dT=△H∕RT2式中R为摩尔气体常数；T为热力学温度,△H为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
假定△H与温度无关，可近似为常数。
积分上式得：dlnp=-△H∕RT+C式中C为积分常数，，由此式可以看出，lnp对 1∕T作图应为一直线，直线的斜率为-△H∕R,由斜率可求算液体的△H。
三、仪器和试剂纯液体饱和蒸气压测定装置一套；真空泵一台；数字压力计一台；数字温度计；乙醇四、实验步骤装置仪器将待测液体装入平衡管，A球约2/3体积，B和C球各1/2体积，如下图。
排除A、B弯管空间内的空气将恒温槽温度调至45错误!未找到引用源。
，接通冷凝水，抽气减压至液体轻微沸腾观察温度槽上的实际温度与设定温度接近且稳定时，此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管溢出，可认为空气被排除。
饱和蒸气压的测定：当空气被排除干净，且体系温度恒定后，旋转上图中的阀1缓缓放入空气，直至B、C管中液面齐平，关闭阀1，记录温度与压力。
然后将恒温槽温度升高5错误!未找到引用源。
，当待测液体再次沸腾，体系温度稳定后，放入空气使B、C管液面再次齐平，记录温度和压力。
纯液体饱和蒸气压的测量
纯液体饱和蒸气压的测量一.目的要求1.明确纯液体饱和蒸气压定义和气液两相平衡概念,掌握克劳修斯-克拉贝龙方程。
2.用精密数字真空计测定不同温度下纯液体饱和蒸气压。
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和正常沸点。
二.基本原理一定温度下,与纯液体处于平衡态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态是指动态平衡。
在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,表面层的液体分子逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者速率相等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。
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(Clausius-Clapeyron)方程表示：2Pa]RT H dT p d mvap ∆=/*ln[ …………… (2-1)式中*p 为纯液体在温度T 的饱和蒸气压(Pa);mvap H ∆为液体摩尔气化热(J/mol)；R 为气体常数(8.3145 11K mol J --⋅⋅)。
若温度变化的范围不大,m vap H∆可视为常数，可当作平均摩尔气化热。
将(2-1)式积分得：CRTH p mvap +-=∆Pa]/*ln[ …………… (2-2)式中C 为积分常数。
由(2-2)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,作T p /~]/*ln[1Pa 图可得一条直线。
由该直线的斜率可求得实验范围内液体的平均摩尔气化热。
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。
从图中也可以求正常沸点。
三.仪器与试剂饱和蒸气压实验装置 1套 数显恒温水浴 1套 DP-AF 精密数字压力计 1台 射流式真空泵 1台 无水乙醇 若干 精密控温仪 1套 小烧杯 1个 胶头滴管 1支四.实验步骤1.准备工作（主要为检查恒温水浴内各个部件是否可以正常工作）：（1）检查U 型管和试液球间是否存在如图所示一段气体A ，若不存在请找老师。
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围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 mH 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围，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。
纯液体饱和蒸气压的测定
一、实验目的1.用静态法测定水在不同温度下的饱和蒸气压，了解静态法测定液体饱和蒸气压的原理。
2.明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。
3.了解克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Claperyron）方程式的意义。
4.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。
5.了解真空泵、恒温槽及气压计的使用。
二、实验原理在一定温度下（距离临界温度较远时），纯液体与其蒸气压达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。
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∆vap Hm 。
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，这主要与分子之间的动能有关。
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关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：d ln p d T =Δvap H mRT2(1)式中，p为温度T时的纯液体的饱和蒸气压；R为摩尔气体常数；T为热力学温度；∆vap Hm为在温度T时的纯液体的摩尔气化热。
假定∆vap Hm与温度无关，或因温度范围较小，∆vapHm可以近似作为常数，几分上式，得：ln p=−Δvap H mR ⋅1T+C (2)其中C为积分常数。
由此式可以看出，以ln p对1/T作图，为一直线，直线的斜率为−Δvap H mR ，由斜率可求算液体的∆vapHm。
液体蒸气压的测量方法主要有三种：一是静态法，在某一固定温度下直接测量饱和的蒸气压；二是动态法，在不同外部压力下测定液体的沸点；三是饱和气流法，在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸气压所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸气压。
其中，静态法一般适用于蒸气压较大的液体。
静态法测量不同温度下的纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法两种。
纯液体饱和蒸气压的测定
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 平均摩尔汽化焓及正常沸点。
线的斜率k，根据上式即可求出 vapHm
测定饱和蒸气压的方法有动态法、比较 法、饱和气流法、静态法等。本实验采 用静态法。即在一定的温度下，直接测 定体系的压力，测定时要求体系内无杂 质气体。为此用一个球管与一个U型管 相连，构成了实验测定的装置，其外形 如右图所示。
等压管示意图
纯液体饱和蒸气压的测量
单位物质的量的液体蒸发过程的焓变，即为该液体的摩尔气化焓 。
纯液体饱和蒸气压的测量
二、实验原理
由热力学理论，液体饱和蒸气压随温度变化的定量关系， 可由克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程给出：
dlnp/[p]vaH p m
dT
RT2
式中p为液体在温度T时的饱和蒸气压，R为气体常数，R ＝8.314J·K-1·mol-1
在温度较小的变化范围内，vapHm 可视为与温度无关，积分
上式可得：
ln p vaH p m c [p] RT
由上式可知，若以
ln
p [p]
对
1 T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作图应得一直线，直线的斜率
由此得到
k vapHm R
纯液体饱和蒸气压的测量
二、实验原理
vapHm Rk
由实验测定几个不同温度下饱和蒸气压，用图解法求得直
实验三 纯物质液体饱和蒸气压的测定
实验三 纯物质液体饱和蒸气压的测定 一 实验目的1. 用动态法测定H 2O 在不同温度下的蒸气压, 并求出其平均摩尔蒸发焓;2. 了解真空泵、气压计的构造并掌握其使用方法.二 实验原理在一定温度下, 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101.325 kPa 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 ∆vap 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：2ln vap m H d p dTRT∆= (3-1)或 1lnP avap mH p A B B RTT∆=-⋅+=-+ (3-2)p 为液体的蒸气压; B 为常数; vap m H ∆为温度T 时液体的摩尔蒸发焓, 在小的温度变化范围可视为常数; R 为摩尔气体常数. 通过实验测得p 、T 数据, 以ln p 对1/T 作图可得一条直线; 由该直线斜率可得液体的摩尔蒸发焓：∆vap H m ＝ A·R三 预习要求1、了解有关真空泵、压差计的工作原理和使用等知识, 测定液体饱和蒸气压的方法;2、理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系(克劳修斯-克拉贝龙方程);3、了解等位仪的在实验中的原理、作用和使用;4、了解实验温度范围内的平均摩尔气化热的计算方法.四 仪器和药品饱和蒸气压测定装置1套; 三颈圆底烧瓶1个; 球形冷凝管1个; 磁力加热搅拌器1台; 机械真空泵(公用); 数字温度计1台; 数字压力计1台.五实验步骤1. 熟悉仪器装置. 温度计, 压力计接通电源预热.2. 系统检漏(1)打开压力罐(稳压包)中调节阀2 (如图3.1所示).(2)关闭压力罐中通大气阀1(如图3.1所示).(3)打开压力罐中进气阀, 与真空泵连通, 抽气. 抽气前压力计在通大气下采零(以大气压做零点), 抽至真空度约400 mmHg表压时关闭抽气阀. 将真空泵通大气后关掉电源. 观察系统是否漏气. 若不漏气即可开始实验.3. 通冷凝水, 通电加热液体.4. 测定不同外压下液体的沸点.(1)在真空度约400 mmHg表压下加热液体, 当沸腾时, 且温度计读数稳定后, 同时记下温度和表压.(2)改变外压(缓缓开启通大气阀1, 让空气进入系统, 使表压每次减少约40 mmHg), 当液体重新沸腾时, 且温度计读数稳定后, 同时记下温度和表压. 重复以上步骤, 直到与大气相通, 测定大气压力下的沸点.图3.1压力罐(稳压包)示意图【注意事项】1. 抽气完毕, 应先拔掉真空泵与压力罐相连的真空皮管, 后关电源, 否则会造成倒吸, 损坏真空泵.2. 注意避免抽气时产生暴沸, 使液体进入装置.3. 调节阀不宜开得太大, 否则易漏气.4. 阀门关闭时不要太用力.【思考题】1. 在真空泵停止抽气时, 若先拔掉电源插头会有什么情况出现?2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气? 漏气对结果有何影响?3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动?4. 克－克方程在什么条件下才适用?5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关?6. 本实验主要误差来源是什么?六数据记录与处理1. 将测得数据及计算结果列表：室温大气压注意：p0为大气压, p测为压力测量仪上读数.2. 根据实验数据作出ln p～1/T图.3. 从直线ln p～1/T上求出水在实验温度范围内的平均摩尔蒸发焓, 将计算结果与文献值进行比较, 讨论其误差来源.七参考文献1. 吴肇亮主编, 物理化学实验, 北京：中国石化出版社, 19952. 高滋译, Experiments in Physical Chemistry物理化学实验(英文版) , 北京：高等教育出版社, 20053. 王洪业编, 传感器技术, 长沙：湖南科学技术出版社, 1985.。
纯液体饱和蒸气压的测定
纯液体饱和蒸气压的测定金材181 邓文龙一、实验原理在一定温度下(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△vap H m。
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-克拉贝龙方程表示:式中，p为温度T时纯液体的饱和蒸气压; R为摩尔气体常数;T为热力学温度;△vap H m为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
液体蒸气压的测量方法主要有三种:一是静态法，在某一固定温度下直接测量饱和的蒸气压;二是动态法，在不同外部压力下测定液体的沸点;三是饱和气流法，在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸气压所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸气压。
二、实验操作步骤1.读取室内大气压2.安装仪器:将待测液体(本实验是无水乙醇)装入平衡管，之后将平衡管安装固定。
3.抽真空、系统检漏4排气体:先设定温度为20°C，之后将进气阀打开，调压阀关闭，稳定后，关闭进气阀，置零，打开冷却水，同时打开真空泵和调压阀(此时调压阀较大)。
抽气减压至压力计显示压为（5-P）KPA，保持煮沸3-5min，关闭真空泵。
5.测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压:当温度保持20 ℃不变时，调节进气阀使液面趋于等高。
当液面等高时，关闭进气阀，记录压力表值。
之后重新设置温度，重复操作。
6.测量温度分别测定在25℃，30℃，35℃，40℃，45℃时的饱和蒸汽压。
7.实验结束，整理仪器三、数据记录与处理结果温度t/℃25.0030.0035.0040.0045.00压差△p/Kpa-84.31-81.68-78.38-74.30-69.26压强p1/Kpa7.3169.94613.24617.32622.366 1/T0.003360.003300.003250.003190.00314 lnp1 1.990064 2.297170 2.583696 2.852208 3.107542lnP~1/T的线性拟合图四、实验结果摩尔蒸发焓：-5070.5=-△H m/R △H m=-42.16KJ/mol 正常沸点：ln101.325-19.035=-5070.5/TT=351.7k=78.7℃。
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4.1），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。
液体饱和蒸气压的测定
液体饱和蒸气压的测定一、概述液体饱和蒸气压是指在一定温度下，液体表面上的蒸气达到平衡时所对应的蒸气压力。
测定液体饱和蒸气压是化学实验中常见的操作之一，它可以用于确定物质的性质以及进行定量分析等。
二、测定方法1. 玻璃法测定液体饱和蒸气压玻璃法是一种简单易行的方法，其基本原理是通过在装有被测液体的玻璃容器中加入空气或惰性气体，使得容器内部形成一个封闭系统。
然后，在一定温度下，记录容器内部的压力值，并通过查找相应的表格或计算公式来确定液体饱和蒸气压。
2. 毛细管法测定液体饱和蒸气压毛细管法是利用毛细管作为介质，在一定温度下将被测液体从容器中抽出，并在毛细管内形成平衡状态。
然后，通过调节外部环境条件（如温度、湿度等），使得毛细管内外达到平衡状态，从而确定液体饱和蒸气压。
3. 电子天平法测定液体饱和蒸气压电子天平法是一种基于质量变化的方法，其基本原理是将被测液体放置于电子天平上，并在一定温度下记录其质量变化。
通过计算质量变化率及相应的物理常数，可以确定液体饱和蒸气压。
三、实验步骤1. 玻璃法测定液体饱和蒸气压（1）将被测液体倒入玻璃容器中，并用橡胶塞密封。
（2）在容器中加入空气或惰性气体，使得容器内部形成一个封闭系统。
（3）将容器置于恒温水浴中，并等待一段时间使得系统达到平衡状态。
（4）记录容器内部的压力值，并通过查找相应的表格或计算公式来确定液体饱和蒸气压。
2. 毛细管法测定液体饱和蒸气压（1）将毛细管插入装有被测液体的容器中，并让其充分吸取液体。
（2）将毛细管取出，并用橡皮塞密封一端。
（3）将毛细管另一端置于恒温水浴中，并等待一段时间使得毛细管内外达到平衡状态。
（4）通过读取毛细管内外液面高度差，计算液体饱和蒸气压。
3. 电子天平法测定液体饱和蒸气压（1）将被测液体放置于电子天平上，并记录其初始质量。
（2）将电子天平置于恒温水浴中，并等待一段时间使得系统达到平衡状态。
（3）记录液体的质量变化率，并通过计算相应的物理常数来确定液体饱和蒸气压。
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。
实验八纯液体饱和蒸气压的测量
纯液体饱和蒸气压的测量一、实验目的1.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，并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
2.用平衡管及数字式真空计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压，初步掌握低真空实验技术。
3.学会并由图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热和正常沸点。
4.了解旋片式真空泵、缓冲储气罐、数字式气压计的使用及注意事项。
二、实验原理1.饱和蒸气压、正常沸点和平均汽化热：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。
蒸气压随温度而变化，温度升高，蒸气压增大;温度降低，蒸气压降低。
蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，当外压为pø(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:(1)假定Δvap H m与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m可以近似作为常数，积分上式，得:(2)以ln p对作图，应为一直线，直线的斜率为，由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热Δvap H m。
2. 测定饱和蒸气压的方法：测定饱和蒸气压的方法主要有：①静态法：在一定温度下，直接测量饱和蒸气压。
此法适用于具有较大蒸气压的液体。
②动态法：测量沸点随施加的外压力而变化的一种方法。
液体上方的总压力可调，而且用一个大容器的缓冲瓶维持给定值，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，用干燥气体缓慢地通过被测纯液体，使气流为该液(体的蒸气所饱和。
用吸收法测量蒸气量，进而计算出蒸气分压，此即该温度下被测纯液体的饱和蒸气压。
该法适用于蒸气压较小的液体。
)本实验采用静态法（升温法）测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压。
实验三 纯液体饱和蒸气压的测定
实验三纯液体饱和蒸气压的测定一、实验目的通过测定纯液体的饱和蒸气压，探究不同温度下饱和蒸气压与温度的关系。
二、实验原理物质从液态变为气态，需要克服分子间的相互作用力，同时需要消耗一定的能量，即需吸热。
而反过来，气体变为液态时，需要释放一定的能量，即放热。
当液体不断蒸发，气体不断凝结时，最终液体与气体之间将形成一个动态平衡，此时液体分子蒸发的速率等于气体分子凝结的速率。
这种平衡状态称为液体的饱和状态。
液体在饱和状态下，其饱和蒸气压受温度影响而变化，常常用于说明液体的挥发性和稳定性等问题。
实验中使用的装置为装置为塞贝克式饱和压力计。
其原理是，在某一温度下，通过维持样品瓶中样品的液面高度，使得样品瓶中的汽化与环境压力中的凝结达到平衡状态。
因此，测得的样品瓶内饱和压力即为样品的饱和蒸气压。
三、实验步骤1. 实验器材准备（1）取出装置，将所需仪器、量杯等通固定在支架上。
（2）取出样品瓶并将其加满样品。
（3）将磁力搅拌器放置于搅拌仪上，加入磁子，并将样品瓶放置于搅拌器上。
（4）将温度计、压力计依次沉到液面以下，以排除氧气。
2. 实验条件设定将搅拌器调速至合适的转速，开启热水浴，调节热水浴温度，记录温度计示值。
3. 实验数据记录（1）样品瓶内液面高度与容积记录使用量杯将样品瓶内液体倒出，记录液体的质量，再分别测量样品瓶中液面高度与容积。
（2）样品瓶内温度和压力记录四、实验数据处理1. 计算饱和蒸气压饱和蒸气压P，根据气体状态方程式PV=nRT, 可得P = nRT/V其中 V为样品容积，n为样品摩尔数，R为气体常数，T为样品温度。
由于样品是纯液体，故n为常数，以机理为单位。
2. 绘制饱和蒸气压-温度曲线根据测得的温度与饱和蒸气压数据，绘制饱和蒸气压-温度曲线，并判断曲线斜率的符号是否与气体状态方程式中折射率的所定义的一致。
五、实验注意事项1. 实验期间必须遵守实验室规范，穿戴实验服，佩戴安全护具。
2. 实验时必须操作认真细致，按照实验步骤进行，严格控制加热温度，避免高温超过安全标准。
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物理化学实验--纯液体饱和蒸汽压的测定
化学化工学院
07应化1W
宋强
Ⅰ目的要求
一．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
二．用等压记测定不同温度下环已烷（或正已烷）的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术
三．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Ⅱ基本原理
在一定温度下，与纯液体处于平衡态时的蒸气压力，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，液体分子中表面逃逸成蒸气，同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相等时，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。
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（Clausius—Clapeyron）方程来表示：
dLnp*/dT=△v H m/RT2 (3—1)
式中p*为纯液体温度T时的饱和蒸气压；T为热力学温度；△v H m为液体摩尔气化热；R为气体常数。
如果温度变化的范围不大，△v H m视为常数，可当作平均摩尔气化热。
将(3—1)式积分得：
Lnp*=-△v H m/RT + c (3—2)
式中c为积分常数，此数与压力p*有关。
由(3—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，可得一条直线。
由该直线的斜率可求得实验范围内液体的平均摩尔
气化热。
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。
从图中也可求得其正常沸点。
测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法、和饱和气流法等。
本实验采用静态法，既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。
此法适用于蒸气压比较大的液体。
Ⅲ仪器试剂
蒸气压测定装置1套真空泵1台
数字式气压计1台电加热器1只
温度计2支数字式真空及计1台
磁力搅拌器1台异丙醇（分析纯，沸点82.5℃）
一、仪器装置如图所示：
所有借口必须严密封闭。
平衡管由三根相连通的玻璃管a，b和c组成，a管中存储被测液体，b和c中也有液体在底部相连。
当a、c管的上部纯粹是待测液体的蒸气，b与c管中的液面在同一水平时，则表示在c管液面上的蒸气压与加在b 管液面上的外压相等，此时液体的温度即体系的气液平衡温度，亦即沸点。
平衡管中的液体可用下法装入：先将平衡管取下洗净，烘干，然后烤烘（可用煤气灯）a管，赶走管内空气，速将液体自b管的管口灌入，冷却a管，液体即被吸入。
反复二，三次，使液体灌至a管高度的三分之二为宜，然后接在装置上。
二、系统检漏
缓慢旋转三通活塞，使系统通大气。
开冷却接通电源，使抽气泵正常运转4或5分钟再关闭活塞。
使系统减压至余压大约为1×104pa后关闭活塞。
如果在数分钟内真空值基本不变，表明系统不漏气。
若系统漏气则应分段检查，直至不漏气为止，才可以进行下一步实验。
三、测定不同温度下液体的饱和蒸气压
转动三通活塞使系统与大气压相通。
开动搅拌器，并将水浴加热。
随着温度逐渐上升，平衡管中有气泡溢出。
继续加热至正常沸点之上大约5℃左右。
保持此温度数分钟，以便将平衡管中的空气赶净。
1、测定大气压力下的沸点测定前须正确读取大气压数据系统空气被赶净后
停止加热。
让温度缓慢下降，c管中的气泡将逐渐减少直至消失。
C管液面开始上升而b管液面下降。
严密注视两管液面，一旦两液面，一旦两液面处于同一水平时，记下此时的温度。
细心而快速转动三通活塞，使系统与泵略微连通。
即要防止空气倒灌，也要避免系统突然减压。
重复测定三次。
结果应在测量允许误差范围内。
2、测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压在大气压力下测定沸点之后，旋转
三通活塞，使系统慢慢减压约为4×103pa或约为30mmhg，平衡管内液体又明显变化，有气泡不断溢出。
注意勿使液体沸腾。
随着温度下降，气泡再次减少直至消失。
同样等b、c管液面相平时，记下温度和真空表读数。
再次转动三通活塞，缓慢减压。
减压幅度同前，直至烧杯内水浴温度下降至60℃左右。
停止实验，再次读取大气压力。
Ⅳ数据处理
一、自行设计实验数据记录表，正确记录全套原始数据并可填入演算结果。
二、温度的正确测量是本实验的关键之一。
温度计必须作露茎校正。
三、以蒸气呀p*对温度T作图。
四、由p*—T曲线均匀读取10个点，列出相应的数据表，然后绘出lnp*对1/T 的
直线图。
由直线斜率计算出被测液体在实验温度区间内的平均摩尔气化热。
五、由曲线求得样品的正常沸点，并与文献值比较。
六、文献值。
异丙醇ΔH(kJ/mol) 44.418
T/k360.0 357.5 355.0 352.5 350.0 347.5 345.0 342.5 340.0 337.5 335.0 P*/pa102218.2 92583.3 83856.7 75952.6 68793.5 62309.2 56436.1 51116.6 46298.5 41934.5 37981.9 ln（p*/[p])0.01 -0.09 -0.19 -0.29 -0.39 -0.49 -0.59 -0.68 -0.78 -0.88 -0.98 1/T 2.78E-032.80E-032.82E-032.84E-032.86E-032.88E-032.90E-032.92E-032.94E-032.96E-032.99E-03
△vap H m =4775.6*8.3145=39.706 kJ/mol
相对误差：| 39.706-44.418 | /44.418=10.6%
Ⅴ思考讨论
实验中误差出现可能的原因：
1.仪器引起的误差，如温度计。
Ⅵ评注启示
一、本实验数据处理较为复杂，可用微机拟合处理，并与上述作图计算所得结果
进行比较。
二、实验测得的平均摩尔气化热数据可直接用于“气-液色谱法测定非电解质溶
液的热力学函数”。
这样可以培养学生对自己所测数据的责任心。
在实际教学安排中，由两个学生组成一组，在8小时的教学时间里合作完成这两个实验。
经验证明，这将较大地激起学生学习的积极性。
三、实验注意点
1、测定前，必须将平衡管a、b段的空气驱赶净。
在常压下利用水浴加热
被测液体，使其温度控制在高于该液体正常沸点3至5℃，持续约5min。
让其自然冷却，读取大气压下的沸点。
再次加热并进行测定。
如果数据
偏差在正常误差范围内，可以为空气已被赶净。
注意切误过分加热，否
则蒸气来不及冷却就进入抽气泵，或者会因冷凝在b管中的液体过多，
而影响下一步实验。
2、冷却速度不要太快，一般控制在每分钟下降0.5℃左右，如果冷却太快，
测得的温度将偏离平衡温度。
因为被测气体内外以及水银温度计本身都
存在温度滞后校应。
3、整个实验过程中，要严防空气倒灌，否则，实验要重做。
为了防止空气
倒灌，在每次读取平衡温度和平衡压力数据后，应立即加热同时缓慢减
压。
4、在停止实验时，应缓慢地先将三通活塞打开，使系统通大气，再使抽气
泵通大气，然后切断电源，最后关闭冷却水，使实验装置复原。
为使系
统通入大气或使系统减压以缓慢速度进行，可将三通活塞通大气的管子
拉成尖口。
四、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)TdV+pdV+Vdp
→ ΔVHm=( 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。
Ⅶ参考资料
[1] 付献彩、沈文霞、姚天扬编，《物理化学》，第四版，上册，第144页，高等教育出版社（1990）。
[2] John M。
怀特著，钱三鸿，吕顾康译，《物理化学》，第207爷，人民教育出版社（1981）。
[3] F．Daniels，R．A．Alberty，J．W．Williams，C．D．Cornwell，P．Bender，J．E．Harriman，
Experimental Physical Chemistry，7Vth edn．，p．48，McGraw-Hill，Inc．New York（1975）。