乙醇饱和蒸汽压的实验报告

物理化学实验报告

实验名称：液体饱和蒸气压的测定

学院：化学工程学院

专业：化学工程与工艺

班级：

姓名：学号：

指导教师：

日期：

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温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。

二、实验原理

1、纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝龙方程来表示：

dp/dT =△vapHm /T△V m（1）

将（1）式积分得克劳修斯-克拉贝龙方程：

㏑(P/Pa) = (-△vapHm /R)×(1/T)+ C （2）

由（2）式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸气压p，以ln（p/[p]）对1/T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：

△vapHm =-m×R×[△H]/[R] (3)

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。

三、实验仪器与试剂

1、主要仪器：DPCY-2型饱和蒸汽压教学实验仪一套，HK-1D型恒温水槽一套，WYB-1型真空稳压包一个，稳压瓶一个，安全瓶一个。

2、主要试剂：无水乙醇（A.R）。

四、实验装置图

DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板

五、实验步骤

1、读取并记录下室温和大气压。

2、装样：从加样口加2/3体积的无水乙醇,并在U型管内装入一定体

积的无水乙醇.

3、教学实验仪置零：打开教学实验仪电源,预热5分钟,选择开关打到kPa,按下板上的置零键，显示值为00.00数值。

4、系统气密性检查：除真空泵前的安全活塞通大气外，其余活塞都关上，抽真空4~5分钟，关闭三通活塞，若数字压力计上的数字基本不变，表明系统不漏气，可进行下步实验否则应逐段检查，消除漏气因素。

5、排除球管上方空间内空气：用WYB-1型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地溢出为宜至液体轻微沸腾3~5分钟，压力显示约-94kPa。

6、饱和蒸汽压的测定：旋转稳压瓶上的直通活塞H，缓缓放入空气，直至B、C管中液面平齐，关闭H，记录温度与压力。再将恒温槽升高5℃，当待测液再次沸腾，再放入空气使B、C液面再次平齐，记录温度和压力。依次测5个值。

7、结束实验：实验结束后再读一次大气压。关闭电源，打开真空稳压包上中间阀门，将体系放入空气，待等位计内乙醇冷却后，关掉冷凝器的冷却水。整理好仪器装置，但不要拆装置。

六、数据记录与处理

室温：14℃ ；

大气压（实验前）： 101.14 kPa ，大气压（实验后）： 101.18 kPa ；

大气压（平均值）： 101.16 kPa 。

表6-1 不同温度下乙醇的蒸气压

2、以㏑(P/kPa)—1/（T/K）×103作图，

6-2、乙醇的温度-蒸气压关系图

由图6-2可知，直线的斜率m为-4.29671，截距为16.74055。所以-△vapHm /R= -4.29671，即得△vapHm =35.73kJ·mol-1 3、当液体的蒸气压为101.325 kPa时，代入一次性函数

㏑(P/KPa) = (-△vap H m/R)×(1/T b*10^3)+ C，

即㏑101.325 = -4.29671×(1/T*10^3) +16.74055，

得：T b = 354.45K ，即t b=81.30℃

4、误差分析：

△vapHm的相对误差=|（35.73-42.59）/42.59︳=0.1611

T的相对误差=|（78.4-81.30）/78.4|=0.0370

七、注意事项

1、抽真空前后，与真空泵连接的安全瓶，都要通大气。抽真空只要一次，第一次抽真空就要压力显示大约为-94kPa;

2、严格控制抽真空速度，不可过快。观察U型管气泡不要成串。

3、第一次液体要沸腾，但不能爆沸，之后的每一次改变温度不需要沸腾，每次记录压力时应使液面平齐后再等2～3min再读数。

4、实验结束后，一定要用真空稳压包上中间阀门缓慢通大气，防止封闭液过多流入球内。

八、结果与讨论

1、U型管中的乙醇液体，由于挥发等作用，其量偏少，使的实验时的真空度读数偏小，从而影响实验结果，造成数据的误差。

2、本次实验，测得的乙醇饱和蒸汽压与理论值相比，是比较偏小的，造成误差的主要原因是操作的准确性、仪器气密性等；而测得的乙醇沸点也是偏高的，造成此误差的原因主要来自操作准确性、数据拟合等。