实验报告动态法测定液体的饱和蒸气压

武汉大学化学与分子科学学院

物理化学实验报告

设计实验：动态法测定液体的饱和蒸气压

指导老师：邓媛

姓名：陆文心

专业：化学弘毅班

学号：2012301040179

日期：2014年5月5日

一、实验目的

1. 用动态法测定不同温度下乙醇的饱和蒸气压，了解蒸气压数据的应用。

2. 熟悉温度计的露茎校正法。

3. 了解真空体系的设计、安装和操作的基本方法。

4. 根据克-克方程，求算液体的平均摩尔汽化热。

二、实验原理

在一定温度下，在一真空的密闭容器中，液体很快与其蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面上逃逸的速度相等，此时页面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压。饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程来表示：

d ln p dT =

∆vap H m

RT2

式中，Δvap H m是该液体的摩尔蒸发热，在温度变化范围不大时，它可以作为常数、积分上式得：

ln p=−∆vap H m

R

×

1

T

+C

式中，C为积分常数。如果以ln p为纵坐标，1/T为横坐标作图可得一直线，此直线的斜率即为Δvap H m/R一项，由此斜率可求出乙醇的摩尔蒸发热。测定饱和蒸气压的方法主要有三种：（1）静态法。在某一温度下，直接测量饱和蒸气压。测量方法是调节外压与液体蒸气

压相等，此法一般用于蒸气压比较大的液体。

（2）动态法。在不同外界压力下，测定液体的沸点。

（3）饱和气流法。将已饱和的待测液体的蒸气通入某种物质中，使蒸气被完全吸收，测量吸收物质重量的增加，求出蒸气的分压。

本实验用动态法测定乙醇的饱和蒸气压与温度的关系，实验装置见下图。通常一套真空体系装置由三部分构成：①机械泵、安全瓶部分，用以产生真空；②真空的测量，包括U形压力计（本实验用数字式压力计代替）部分；③蒸馏瓶部分，被测液体处于真空瓶内，自身的蒸气压达饱和。

三、主要仪器设备与试剂

动态法测定饱和蒸气压装置一套，数字压力计。

无水乙醇（分析纯）。

四、实验操作过程

（1）向蒸馏瓶中加入约150mL乙醇，加入几粒沸石。

（2）检查体系是否漏气。旋开缓冲瓶通大气的活塞，使缓冲瓶与大气相通，分别旋转三通活塞和安全瓶通大气的活塞，使体系、安全瓶与机械泵相通，接通机械泵的电源，待机械泵正常运转后，关闭活塞使体系内抽空，此时压力计示数约为50 ~ 60kPa。旋转三通活塞，

保持体系与缓冲瓶相通，断开缓冲瓶与机械泵的通路，观察压力计示数，如果在5min内示数没有变化，则表明体系不漏气；变化缓慢则漏气不严重，仍可进行实验。此时旋转安全瓶上通大气的活塞，断开机械泵的电源。

（3）加热液体使之沸腾，待沸腾温度已定，记录沸腾温度和压力计的示数。

（4）缓缓旋开放空活塞，使外界空气进入体系，增加体系内压力约几个kPa，关闭活塞与外界隔离。用上述方法测定乙醇在另一个压力下的沸点。以后每增加几个kPa的压力就测定一次，共测量8 ~ 10组数据，直至达到一个大气压为止。

（5）记录大气压及室温。

（6）对温度读数进行露茎校正。

五、实验数据记录

室温：22.3℃；大气压：102.37kPa；露茎温度起点：43.7℃。

六、实验数据处理

ln p对1/T作图：

=−5099.56，故乙醇的摩尔汽化热为

斜率k=−∆vap H m

R

∆vap H m = 5099.56 × 8.314 J · mol-1 = 42.40 kJ · mol-1

七、误差分析

本实验的误差主要来源于对蒸气压的测量，而引起数字压力计读数误差的因素主要有二：①数字压力计的读数时有跳动，是体系中压力不稳定导致；②检查气密性时发现整个体系并不是严格不漏气，若等待时间过长仍可观察到压力计读数有所变化，这也是造成读数不够准

确的因素。