純液體飽和蒸汽壓的測定(學生)

實驗126液體飽和蒸氣壓的測定年級：化學2011級教師：王瓊Ⅰ目的要求1、明確純液體飽和蒸汽壓的定義和氣液兩相平衡的概念，深入了解純液體飽和蒸汽壓和溫度的關系：克勞修斯—克拉貝龍方程；2、用數字式壓力計測定不同溫度下乙醇的飽和蒸汽壓，初步掌握低真空實驗技術；3、學會用圖解法求被測液體在實驗范圍內的平均摩爾汽化熱和正常沸點。壓力是體系的一個重要參數，許多物質的物理化學性質，如熔點、沸點，以及吸附、溶解、擴散、化學平衡移動等物理化學過程都與壓力有著密切的關系。壓力測量是物理化學實驗的主要操作技術之一，因此，體系壓力的測量具有實用價值。在一定溫度下，與液體處于平衡狀態(tài)時的蒸氣壓力，稱為該溫度下的飽和蒸氣壓。這里的平衡狀態(tài)是指動態(tài)平衡。液體的沸點隨外壓的變化而變化，若外壓為標準壓力（取100KPa），則液體沸點就稱為正常沸點。

Ⅱ

基本介紹在某一溫度下，被測液體處于密閉真空容器中，液體分子從表面逃速成蒸氣，同時蒸氣分子因碰撞而凝結成濃相。當兩者的速率相等時，就達到了動態(tài)平衡，此時氣相中蒸氣密度不再改變，因而具有一定的飽和蒸氣壓。測定液體飽和蒸氣壓，可深入了解純液體飽和蒸氣壓和溫度的關系——克勞修斯—克拉貝龍方程式，求算被測液體在實驗溫度范圍內的平均摩爾氣化熱與正常沸點。Ⅱ

基本介紹Ⅲ

實驗原理飽和蒸汽壓：在一定溫度下，與純液體處于平衡狀態(tài)時的蒸汽壓力，稱為該溫度下的飽和蒸汽壓。

由實驗測定液體的一系列不同溫度下的飽和蒸汽壓數據，然后用lnp對1/T作圖，求出斜率，再由斜率求出。溫度范圍變化不大時Ⅲ

實驗原理測定飽和蒸氣壓的方法有動態(tài)法、比較法、飽和氣流法、靜態(tài)法等。本實驗采用靜態(tài)法。即在一定的溫度下，直接測定體系的壓力，測定時要求體系內無雜質氣體。為此用一個球管與一個U型管相連，構成了實驗測定的裝置，其外形如右圖所示。球a中盛有被測液體，U

形管bc部分以被測液體作為封閉液。測定時先將a與b之間的空氣抽凈，然后從c的上方緩慢放入空氣，使等壓計b、c兩端的液面平齊，且不再發(fā)生變化時，則ab之間的蒸氣壓即為此溫度下被測液體的飽和蒸氣壓，因為此飽和蒸氣壓與c上方的壓力相等，而c上方的壓力可由壓力計直接讀出。溫度則由恒溫槽內的溫度計直接讀出，這樣可得到一個溫度下的飽和蒸氣壓數據。當升高溫度時，因飽和蒸氣壓增大，故等壓計內b液面逐漸下降，c液面逐漸上升。同樣從c的上方再緩慢放入空氣，以保持bc兩液面的平齊，當恒溫槽達到設定的溫度且在bc

兩液面平齊時，即可讀出該溫度下的飽和蒸氣壓。用同樣的方法可測定其它溫度下的飽和蒸氣壓。Ⅲ

實驗原理Ⅳ

實驗儀器與試劑蒸氣壓測定裝置1套循環(huán)水真空泵1臺DP-AF型數字氣壓計1臺SYP-ⅢB型玻璃恒溫水浴1套無水乙醇（A.R）Ⅴ

實驗步驟1、實驗裝置如下圖1.液體飽和蒸氣壓測定裝置圖2、按圖1連接好實驗裝置，并檢查系統的氣密性：

a.將進氣閥、平衡閥2打開，平衡閥1關閉(三閥均為順時針關閉，逆時針開啟)。啟動壓力泵加壓至100KPa~200KPa，數字壓力表的顯示值即為壓力罐中的壓力值。

b.停止壓力泵工作，關閉進氣閥，并檢查平衡閥2是否開啟，平衡閥1是否完全關閉。觀察數字壓力表，若顯示數字下降值在標準范圍內(小于0.01KPa/s)，說明整體氣密性良好。否則需查找并清除漏氣原因，直至合格。Ⅴ

實驗步驟c．微調部分的氣密性檢查：關閉平衡閥2，用平衡閥1調整微調部分的壓力，使之低于壓力罐中壓力的1/2，觀察數字壓力表，其顯示數字變化值在標準范圍內(小于0.02KPa/m)，說明氣密性良好。若顯示壓力值上升超過標準，說明平衡閥2泄漏；若顯示壓力值下降超過標準，說明平衡閥1泄漏。Ⅴ

實驗步驟3、裝樣從加樣口注入乙醇，關閉進氣活塞，旋轉抽氣活塞使真空泵與穩(wěn)壓瓶相通，啟動循環(huán)真空泵，抽至氣泡成串上竄，然后關閉抽氣活塞，打開進氣活塞漏入空氣，使乙醇充滿試樣球體積的2/3和U型管雙臂的少部分。4、玻璃恒溫水浴的使用打開玻璃恒溫浴“加熱器”開關，置于“強加熱”、“慢攪拌”，顯示屏的右下部的“置數”紅燈亮，按動×10和×1按鈕，使“設定溫度”至25.00℃按動“工作/置數”使水浴升溫。當水浴溫度升至25.00℃后加熱方式改為“弱”，恒溫10分鐘。Ⅴ

實驗步驟Ⅴ

實驗步驟5、測定開啟真空泵緩緩抽氣，使試樣與U型管之間空間內的空氣呈氣泡狀通過U型管中的液面而逐出。如發(fā)現氣泡成串上竄，可關閉抽氣活塞，緩緩打開進氣活塞漏入空氣使沸騰緩和。如此慢沸3-4分鐘，試樣中的空氣排除后，且體系溫度恒定后,關閉抽氣活塞，小心開啟進氣活塞緩緩漏入空氣（切不可太快，以免空氣倒灌入ab彎管中，如果發(fā)生空氣倒灌，則須重新排除空氣)

，直至U型管兩臂的液面等高為止，在壓力表上讀出壓力值。重復操作一次，壓力表上的讀數與前一次相比兩者差值應不大于67Pa，此時即可認為試樣球與U型管液面上的空間已全部為乙醇的蒸氣所充滿。Ⅴ

實驗步驟6、如上法分別測定30.00℃

、35.00℃

、40.00℃

、45.00℃

、50.00℃及55.00℃時乙醇的蒸氣壓。

1、在開泵前，先開啟冷卻水，然后才能抽氣。抽氣的速度以氣泡一個個逸出為宜，這樣可以避免等位計內液體沸騰過劇，致使b管內的液體抽盡(完)。2、等位計中液面間的空氣必須排除干凈。5、液體蒸氣壓與溫度有關，故測定過程控溫精度須在土0.1一土0.2℃。Ⅵ

實驗注意事項3、必須讓等位儀U型管中的樣品液沸騰3～4分鐘后方可進行測定。4、升溫時可預先漏入少量的空氣，以防止U型管中的液體暴沸。

6、在停止實驗時，應緩緩地打開平衡閥2，使壓力表恢復零位。關閉冷卻水，將進氣閥旋至與大氣相通，使真空泵通大氣，然后切斷電源，使實驗裝置復原，但不要拆裝置。

7、整個實驗過程中，要嚴防空氣倒灌，否則，實驗要重做。為了防止空氣倒灌，在每次讀取平衡溫度和平衡壓力數據后，應快速啟動加熱。Ⅵ

實驗注意事項1、不同溫度下乙醇飽和蒸汽壓的測定t/℃

T/K

大氣壓/Kpa

表壓/Kpa

P*/KPa（飽和蒸汽壓）

lnP*/Pa

1/T/K

Ⅶ

實驗數據處理2、由上表數據繪制蒸氣壓P對溫度T的曲線（p-T圖）3、從p-T曲線圖中均勻讀取10個點，列出相應的數據表，繪制出lnp-1/T直線圖，求出直線的斜率，由斜率算出乙醇在此溫度下的平均摩爾汽化焓，由曲線求得乙醇的正常沸點，與文獻相比較。Ⅶ

實驗數據處理文獻值：沸點：78.2℃