液体饱和蒸汽压测定

宁波工程学院

物理化学实验报告

专业班级化工姓名沸腾序号144213641________

指导老师实验日期2011年2月14日

实验名称液体饱和蒸汽压的测定

一、实验目的

1.掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。

2.学会用图解法求乙醇在实验室温度范围内的平均摩尔蒸发含与正常沸点。

二、实验原理

纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝龙方程表示：

dp/dT = △vap H m/T△V m(1)

设蒸气为理想气体，在实验温度范围内摩尔蒸发焓△vapHm可视为常数，并略去液体的体积，将（1）式积分得克劳修斯—克拉贝龙方程：

㏑(P/Pa) = (-△vap H m/R)×(1/T)+ C (2)

由（2）式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸汽压p,以㏑(P/kPa)对1/（T/K）作图，得一直线，求得直线的斜率m和截距C，则乙醇的平均摩尔蒸发焓为：

△vap Hm = -m×(R/[R]) ×[△H ] (3)

习惯上把液体的蒸气压等于101.325kPa时的沸腾温度定义为液体的正常沸点，由（2）式还可以求乙醇的正常沸点。

本实验采用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸气压。DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板如图所示

三、实验仪器、试剂

仪器：DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪1套，HK-1D型恒温水槽1套，WYB-1型真空稳压包1个，稳压瓶1个，安全瓶1个。

试剂：无水乙醇（A.R）

四、实验步骤

1．读取室温和大气压

2．装样

在等温计内装入适量待测液体乙醇。球管中约2/3体积，U型管两边各1/2体积，然后连接好装置。

3.教学实验仪置零

打开试验仪电源，预热5分钟，选择开关打到kPa，按下面板上的置零键，显示00.00数值。

4.系统气密性检查

5.排除球管上方空间的空气

打开恒温水槽电源，设定温度为25℃，接通冷凝水，同时调节搅拌器匀速搅拌，使等温计内外温度平衡，用真空稳压包控制抽气速度，抽气减压气泡逸出的速度以一个一个的逸出为宜，至液体轻微沸腾，沸腾3-5分钟，可认为空气被排尽（压力显示-94kPa）。抽气结束后，先关闭真空稳压包上与稳压瓶相连的阀门，再关闭另一侧阀门，打开于真空泵相连的安全瓶活塞，使其通大气，最后关电源。

6.测定饱和蒸汽压

当空气排除干净且体系温度恒定后，旋转稳压瓶上的直通活塞，缓缓放入空气，直至U型管中液面相平，关闭活塞，记录温度与压力。依次测定30℃、35℃、40℃、45℃的压力。

7.结束实验

实验结束后，关闭电源，打开真空稳压包上中间的阀门，将体系放入空气，待等温计内乙醇冷却后，关掉冷凝器中的水。整理好仪器装置。

五、数据记录与处理

室温：18.6℃

大气压（实验前）：101.55kPa, 大气压（实验后）：101.59kPa

大气压（平均值）：101.57 kPa

1.不同温度时乙醇的蒸气压见表1.

2. 以㏑(P/kPa)—1/（T/K ）×103

作图，如下所示：

l n (P /k P a )

1/(T/K) ×1000

㏑(P/kPa)—1/（T/K ）×103

图

Y = A + B * X

Parameter Value Error t-Value Prob>|t|

--------------------------------------------------------------------------- A 18.41277 0.58428 31.51365 <0.0001 B -4.86016 0.1799 -27.01552 1.11299E-4

---------------------------------------------------------------------------

R R-Square(COD) Adj. R-Square Root-MSE(SD) N

--------------------------------------------------------------------------- -0.99795 0.99591 0.99454 0.02998 5

----------------------------------------------------------------------

由图可知，直线的斜率为-4.8602，截距为18.4128。 故-△vap H m /R=-4.8602，又∵R=8.314， ∴△vap H m = 40.41k J ·mol

-1

当液体的蒸气压为101.325 kPa 时，代入㏑(P/Pa) = (-△vap H m /R )×(1/T)+ C ， 即㏑101.325 = -40.41/8.314×(1/T) +18.4128 ∴T = 352.35K = 79.2℃

3.误差分析

△vap H m的相对误差=（42.59-40.41）/42.59×100%=5.12%

T的相对误差=（79.278.4）/78.4×100%=1.02%

六、结果与讨论

1.空气未排除干净，使得乙醇蒸气不纯，使得测出的蒸发焓存在着误差。

2.U型管中的液体倒灌入球管中，倒灌时代入空气，是的实验结果偏小。

3.抽气和放气的速度不能太快，以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。

七、思考题

1.实验要想得到准确的实验结果，关键操作是哪一步？

一定要把空气排净。

2.怎样判断球管液面上空的空气被排净？若未被驱除干净，对实验结果有何影响？

压力测量仪上的读数在95KPa左右可认为空气已排净；造成读数偏大。

3.如何防止U型管中的液体灌入球管A中？若倒灌时带入空气，实验结果有何变化？怎样防止空气倒灌？

抽气时，速度不能；实验结果偏大；抽气时，多抽一点。

4.本实验方法是否用于测量溶液的饱和蒸汽压？

本实验方法不能用于测定溶液的饱和蒸气压。因为克劳修斯-克拉佩龙方程只能适用纯物质，而且本装置测定的是蒸汽压上升的过程，形成溶液，同温度下一般蒸汽压会下降。

5.为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气想通才能关闭真空泵？

如果不与大气相通，球管内的液体可能被吸入到缓冲储气罐。

八、实验经验

1、充入空气要关闭真空阀门，再打开玻璃旋钮通入空气，然后关闭玻璃旋钮慢慢的旋转真空阀门，充入空气。

2、充入空气要慢慢来，不能过多的充入空气，否则会把U型管中的液体压到A球管中。