液体饱和蒸汽压测定实验报告
万里学院生物与环境学院
化学工程实验技术实验报告实验名称：液体饱和蒸汽压的测定
一、实验预习（30分）
1．实验装置预习（10分）2015年12月27日
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
实验仿真预习（10分）2015年12月27日
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
3．预习报告（10分）
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
（1）实验目的
1、掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求
其平均摩尔气化热和正常沸点。
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。
3、了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及精密数字压力计
的使用及注意事项。
（2）实验原理
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1mol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-克拉贝龙方程式表示：
2
m vap d ln d RT H T p ?=
式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；m vap H ?为在温度T 时纯液体的摩
尔气化热。
假定m vap H ?与温度无关，或因温度围较小，m vap H ?可以近似作为常数，积分
上式，得： C T
R H p +??-=1ln m vap 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以p ln 对1/T 作图，应为一直线，直线
的斜率为 R H m
vap ?-，由斜率可求算液体的m vap H ?。
测定通常有静态法和动态法，静态法：把待测物质放在一个封闭体系中，在不
同的温度下，蒸气压与外压相等时直接测定外压；或在不同外压下测定液体的
沸点。动态法：常用的有饱和气流法，即通过一定体积的已被待测物质所饱和
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
力即为该物质的饱和蒸气压。
静态法测定液体饱和蒸气压，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。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，
有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸
气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示：
平衡管由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 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，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下
的沸点。
（3） 实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等
按编号顺序添入图下面相应位置：
1．等压计2．磁力搅拌器3．测温及露茎校正温度计4．缓冲瓶5．恒温槽6．三通活塞7．直通活塞8．精密数字压力表
（4）简述实验所需测定参数及其测定方法：
实验所需测定参数：
在一定的大气压强下，在等差的温度下分别测定其饱和蒸气压
测定方法：
1．装样
从加样口注入乙醇，关闭平衡阀1，打开进气阀。启动油泵，抽至气泡成串上窜，可关闭进气阀，打开平衡阀1漏入空气，使乙醇充满试样球体积的三分之二和U型管双臂的大部分。
2．检漏，系统气密性检查
接通冷凝水，关闭平衡阀1，打开进气阀使真空油泵与缓冲储气罐相通。启动油泵，使压力表读数为某一数值（可60，70kPa左右），关闭进气阀，停止抽
气，检查有无漏气（看压力表示数在3～5min是否变化），若无漏气即可进行测定。（注意：在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油倒吸，造成事故。）
3．饱和蒸气压的测定
调节恒温水浴温度30℃，开动油泵缓缓抽气，使试样球与U型管之间空间的空气呈气泡状通过U型管中的液体而逸出。如发现气泡成串上窜，可关闭进气阀，缓缓打开平衡阀1漏入空气使沸腾缓和。如此慢沸3～5min，可认为试样球中的空气排除干净，关闭平衡阀2。小心开启平衡阀1缓缓漏入空气，直至U型管两臂的液面等高为止，在压力表上读出压力值。
调节恒温水浴温度33℃，小心开启平衡阀1缓缓漏入空气，直至U型管两臂的液面等高为止，在压力表上读出压力值。依次测定36℃，39℃，42℃，45℃，48℃，51℃时乙醇的蒸汽压。
测定过程中如不慎使空气倒灌入试样球，则需重新抽真空后方可继续测定。
如升温过程中U型管液体发生暴沸，可开启平衡阀1漏入少量空气，以防止管液体大量挥发而影响实验进行。
实验结束后，慢慢打开进气阀，使压力表恢复零位。关闭冷却水，关闭压力表、恒温控制仪、恒温水浴电源，并拔下电源插头。
缓冲储气罐的使用：
1．安装：
用橡胶管或塑料管分别将进气阀与气泵、装置l接口，装置2接口与数字压力表连接。安装时应注意连接管插入接口的深度要≥15mm，并扣紧，否则会影响气密性。
2．首次使用或长期未使用而重新启用时，应先作整体气密性检查
（1）将进气阀、平衡阀2打开，平衡阀1关闭(二阀均为顺时针关闭，逆时针开启)。启动油泵加压（或抽气）至100KPa～200KPa，数字压力表的显示值即为压力罐中的压力值。
（2）关闭进气阀，停止抽气，检查平衡阀2是否开启，平衡阀l是否完全关闭。观察数字压力表，若显示数字降值在标准围(小于0.01Kpa／秒)，说明整体气密性良好。否则需查找并清除漏气原因直至合格。
（3）再作微调部分的气密性检查：
关闭平衡阀1，开启平衡阀2调整微调部分的压力，使之低于压力罐中压力的1/2，观察数字压力表，其变化值在标准围(小于±0.01Kpa／4秒)，说明气密性良好。若压力值上升超过标准，说明平衡阀2泄漏；若压力值降超过标准，说明平衡阀1泄漏。
3．与被测系统连接进行测试：
（1）用橡胶管将装置2接口与被测系统连接、装置1接口与数宁压力计连接。打开进气阀与平衡阀2，关闭平衡阀1，启动气泵，加压(或抽气)，从数字压力计即可读出压力罐中的压力值。
（2）测试过程中需调整压力值时，使压力表显示的压力略高于所需压力值，然后关闭进气阀，停止气泵工作，关闭平衡阀2，调节平衡阀1使压力值至所需值。采用此方法可得到所需的不同压力值。
4．测试完毕，打开进气阀、平衡阀均可释放储气管中的压力，使系统处于常压下备用。
（5）实验操作要点：
1．减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。
2．抽气速度要合适，必须防止平衡管液体沸腾过剧，致使B管液体快速蒸发。
3．实验过程中，必须充分排除净AB弯管空间中全部空气，使B管液面上空只含液体的蒸气分子。AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。
4．测定中，打开进空气活塞，切不可太快，以免空气倒灌入AB弯管的空间中。如果发生倒灌，则必须重新排除空气。
5．在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油倒吸造成事故。
6．平衡阀2容易出现问题，一直保持打开状态，不用再调节。
7.整个实验过程中，应保持等压计样品球液面上空的空气排净。
8.蒸汽压与温度有关，所以测定过程中恒温槽的温度波动需控制在±0.1℃。
9.实验过程中需防止U型管液体倒灌入样品球，带入空气，使实验数据偏大。
10.实验结束时，必须将体系放空，使系统保持常压，关掉缓冲罐上抽真空开关及所有电源开关和冷却水。
11.阀的开启不能用力过强，以防损坏影响气密性。由于阀的阀芯未设防脱装置，关闭阀门时严禁将阀上阀体旋至脱离状态，以免阀在压力下造成安全事故。维修阀必须先将压力罐的压力释放后，再进行拆卸。连接各接口时，用力要适度，避免造成人为的损坏。压力罐的压力使用围为-100KPa～250Kpa，为了保证安全，加压时不能超出此围。使用过程中调节平衡阀1、平衡阀2时压力表所示的压力值有时跳动属正常现象，待压力稳定后方可作实验。
二、实验操作及原始数据表（30分）
大气压： 104.26kPa