实验5_液体饱和蒸气压的测定
液体饱和蒸汽压的测定
1 引言
本实验采用乙醇作为待测液体，利用等压装置指示气压平衡状态，通过克劳修斯-克拉贝龙（ClausiusClapeyron）方程，求出待测温度范围内的平均摩尔蒸发焓及正常沸点。 在一定温度下（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。蒸发 1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔汽化热。在其他条件一定的情况下，液体 的蒸气压随温度变化，温度升高，蒸气压增大；温度下降，蒸气压降低。当外压为标准压力时，液体的沸 点称为标准沸点。 设在一定的压力和温度下，某物质的两个相呈平衡。若温度改变 dT，相应的压力改变 dp 后，两相仍 呈平衡。根据在等温、等压下平衡时△G=0 的条件，我们可以得到 G1 = G2[1]。 因为 G1 = G2，所以 dG1 = dG2 又根据热力学的基本公式，dG = −SdT + Vdp 得 −S1dT +V1dp = −S2dT + V2dp 即 ������������ ������ − ������ △ ������ = = ������������ ������ − ������ ������ △ ������ 对于气-液两相平衡，设有 1mol 物质发生了相的变化，则 △ ������ ������������ = ������������ ������ △ ������ 若假定△ ������ 与温度无关，或因温度变化范围很小，△ lnp = − △ ������ ������ 可作为常数。积分上式，得 1 ∙ + ������ ������ ������ 其中 C 为积分常数，我们可以通过本实验中得到的 6~7 组 p~T 数据,求出 lnp 和 1/T，然后作图得到一 条直线，将标准压力 p0=101.325kPa 代入到直线中即可求得标准沸点。
液体饱和蒸气压的测定静态法
液体饱和蒸气压的测定-静态法液体饱和蒸气压的测定是化学和物理领域中非常重要的实验方法之一，其对于工业生产、气体吸收和分离等领域具有至关重要的意义。
静态法是一种常用的测定液体饱和蒸气压的方法，其主要原理是通过测量液体在不同压力下的沸点来计算其蒸气压。
以下是关于静态法测定液体饱和蒸气压的详细介绍。
一、实验原理静态法是一种通过对比液体在不同压力下的沸点来计算其饱和蒸气压的方法。
在一定的温度下，液体会产生蒸气，随着压力的增加，液体的沸点会升高，而蒸气压则会降低。
因此，通过测量液体在不同压力下的沸点，可以确定其饱和蒸气压。
二、实验步骤1.准备实验器材和试剂。
需要准备的器材包括恒温水浴、压力计、温度计、接收瓶、搅拌器、胶管、注射器等。
试剂需要根据实验的需要而定，一般需要使用待测液体、惰性溶剂（如苯）以及连接胶管和注射器的硅酮橡胶密封件。
2.将恒温水浴加热到待测液体预计的沸点以上，同时将压力计和温度计连接到接收瓶上，并将其放置在恒温水浴中。
3.使用注射器抽取待测液体，并将其注入到惰性溶剂中。
在注入过程中，需要控制注射器的速度，以便使液体能够缓慢地释放到溶剂中。
4.将硅酮橡胶密封件安装在连接胶管和注射器的接口上，然后将接口连接到接收瓶上。
此时，需要确保接口处不漏气。
5.开启搅拌器，使待测液体和溶剂充分混合。
然后，将压力调整到预定值，并开始记录温度。
6.当温度达到预定值时，记录压力计和温度计的读数。
然后，将温度调整到下一个预定值，并重复上述步骤，直到获得足够的数据点。
7.将获得的数据点绘制成沸点与压力的关系图。
该图可以用来确定液体的饱和蒸气压。
三、实验注意事项1.在实验过程中，需要确保恒温水浴的温度稳定，并且压力计和温度计的读数准确可靠。
2.在注入待测液体的过程中，需要注意控制注射器的速度，以便使液体能够缓慢地释放到溶剂中。
3.在连接硅酮橡胶密封件时，需要确保其安装正确，并且接口处不漏气。
4.在绘制沸点与压力的关系图时，需要使用正确的数学模型来拟合数据点，并确定液体的饱和蒸气压。
液体饱和蒸汽压实验测定
实验四 液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1．了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系，理解Clausius- Clapeyron 方程的意义； 2．掌握静态法测定不同温度下乙醇饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓；3．初步掌握真空实验技术、进一步熟悉恒温槽及气压计的使用方法。
二、实验原理 //饱和蒸气压：在真空容器中，液体与其蒸气建立动态平衡时（蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等）液面上的蒸气压力为饱和蒸气压。
温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，所以蒸气压增大。
饱和蒸气压与温度的关系服从 C lausius- Clapeyron 方程：m mVap V T H dT dp ∆∆=*（4-1）液体蒸发时要吸收热量，温度T 下，1 mol 液体蒸发所吸收的热量为该物质的摩尔气化焓。
沸点：蒸气压等于外压的温度。
显然液体沸点随外压而变，101.325kPa 下液体的沸点称正常沸点。
对包括气相的纯物质两相平衡系统，因V m （g ）≫V m (l )，故 △V m ≈V m （g ）。
若气体视为理想气体，则Clausius- Clapeyron 方程式为：2RTH p dT dp mvap *∆= （4-2）因温度范围小时，Δvap H *m 可以近似作为常数，将上式积分得：[]C RTH p p m vap +∆-=*ln （4-3）作])/[ln(p p ～1/T 图，得一直线，斜率为 RH m*vap ∆-，由斜率可求算液体的Δvap H*m 。
三、实验仪器饱和蒸气压测定有静态、动态、饱和气三种方法。
本实验采用静态法，以等压计在不同1－不锈钢真空包；2－抽气阀；3－真空包抽气阀；4－进气阀；5－DP-A 数字压力表；6－玻璃恒温水浴；7－温度计；8－等压计；9－试样球；10－冷凝管；11－真空橡皮管；12－加样口温度下测定乙醇的饱和蒸气压。
液体饱和蒸气压的测定
实验一 液体饱和蒸气压的测定【目的要求】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。
【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： 2m vap d ln d RT H T p ∆= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。
假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得：C TR H p +⋅∆-=1ln m vap (2) 其中C 为积分常数。
由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H mvap ∆-，由斜率可求算液体的Δvap H m 。
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。
液体饱和蒸汽压测量
液体饱和蒸汽压测量一、实验目的1、测定去离子水在不同温度下的饱和蒸气压。
2、求出所测温度范围内去离子水的平均摩尔气化焓。
二、实验原理在一定温度下，纯物质气液相达到平衡时的蒸气压为纯物质的饱和蒸气压。
纯物质的饱和蒸气压与温度有关。
将气相视为理想气体时，对有气相的两相平衡（气-液、气-固），可用Clausius-Clapeyron方程表示为：dln(p/Pa)dT=∆vapHmRT2如果温度范围变化小∆vapHm可近似看做常数，对上式积分得：ln(p/pa)=-∆vapHmRT+C由上式可知，ln（p/Pa）与1T为直线关系：由实验测出p、T值，以ln（p/Pa）对1/T作图得一直线，从直线斜率可求出所测温度范围内液体的平均摩尔气化焓。
本实验使用等压计来直接测定液体在不同温度下的饱和蒸气压。
等压计是由相互联通的三管组成。
A管及B，C管下部为待测样品的液体，C管上部接冷凝管并与真空系统和压力计相通。
将A，B管上部的空气驱除干净，使A，B管上部全部为待测样品的蒸气，则A，B管上部的蒸气压为待测样品的饱和蒸气压。
当B，C两管的液面相平时，A，B管上部与C管上部压力相等。
由压力计直接测出C管上部的压力，等于A，B管上部的压力，求得该温度下液体的饱和蒸气压。
图一等压计三、实验仪器及药剂数字式温差计、玻璃缸恒温槽、真空泵、缓冲罐、等压计、大气压计图二纯液体饱和蒸气压测量示意图四、实验步骤1、熟悉实验仪器和装置，按上图所示组装仪器，水浴锅中去离子水不能低于刻度线，冷阱中加入冰水。
2、打开三通阀使得真空泵接大气，打开真空泵电源。
3、检漏：压力计上的冷凝管通冷却水。
打开三通阀并通大气，打开真空泵。
关阀1，开阀2、3，使系统同大气，待差压计示数稳定后按置零按钮，示数变为零。
关阀3，真空泵与系统相通，缓慢开阀1，系统减压。
当压力表读数为-40 ~-50kPa时，关阀1，封闭系统。
观察压力表读数，如果压力表示数在5min中内基本不变或者变幅小于0,2kPa/min则可以判断系统没有漏气，否则系统漏气需要分段检查（此时不要打开恒温水浴锅的加热和搅拌装置，体系内气压对温度很敏感，这样很容易使得示数不稳定而不利于判断。
液体饱和蒸气压的测定方法
液体饱和蒸气压的测定一、实验步骤1、检查气密性：打开阀1，按数字压力计上的“采零”，再关闭阀1. 开动真空泵，开启阀3、阀2，当数字压力计上的数字显示为“35kPa”左右时，依顺序关闭阀2、阀3、真空泵，如果在数分钟内压力计上的数字显示值基本不变，表明系统不漏气。
若系统漏气则应分段检查，直至不漏气才可进行下一步实验。
2、排空气：加热水浴至25℃或30℃（高于室温5℃即可）。
接通冷凝水，开动真空泵，开启阀3、阀2缓缓抽气。
使试液球与U型等位计之间的空气呈气泡状通过U型等位计的液体而逐出。
如发现气泡成串上窜，可关闭阀2，阀3、真空泵，此时液体已沸腾。
缓缓打开阀1，漏入空气，使沸腾缓和。
如此沸腾了2～3分钟使试液球中的空气排除后，小心调节阀1，至U型等位计中双臂的液面等高为止，在压力计上读出并记下压力值。
使液体再次沸腾1分钟，调节液面等高为止，在压力计上读出并记下压力值。
读数与前一次相差应不大于±67Pa，此时可认为试液球与U型等位计上的空间全部为乙醇的蒸气所充满。
3、测定：加热水浴，分别测定30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时乙醇的蒸气压。
4、实验结束后，慢慢打开阀1，阀2，阀3，使压力计恢复零位，关闭冷凝水，拔去电源插头。
四、实验注意事项1、在实验前必须熟悉各部件的操作，注意各活塞的转向，最好用标记表明。
放入空气必须小心，防止过多使空气倒灌，否则重新抽气排气。
2、放入空气少许过量时作如下处理：（1）若温度尚未平衡，过一会自动纠正。
（2）若温度已平衡，进气过头使U型等位计右边液面偏高，则可略松阀2直至左边液面高于右边液面，再关紧阀2。
（3）稍微把温度升高一点。
液体饱和蒸汽压的测定
液体饱和蒸汽压的测定【摘要】本实验根据克拉贝龙-克劳修斯方程,运用动态法研究环己烷的饱和蒸气压与温度的关系，并计算其摩尔汽化热。
在实验中了解了真空泵、气压计的使用方法及注意事项。
【关键词】饱和蒸气压 摩尔汽化热 动态法 克拉贝龙-克劳修斯方程 一、前言本实验研究的是单组分体系气-液相平衡:定温下把液体放在真空容器中，液体开始蒸发变成气体态，气态物质又可重新回到液体中。
达到平衡时，通过液体表面进出的分子数相等，定温下液体与其自身的蒸气达到平衡时的蒸气压就是液体的饱和蒸气压;蒸发1摩尔液体需要吸收的热量即为该温度下液体的摩尔汽化热∆H ;饱和蒸汽压与摩尔汽化热之间的关系可以用克拉贝龙-克劳修斯方程表示:d d v a p m l n p T H R T =∆2当液体与外界大气压相通，并且液体的饱和蒸气压与外界压强相等时，液体沸腾，此时的温度称为沸点.沸点是随着外压的改变而变化的。
若温度改变的区间不大，∆H 可视为为常数。
积分上式得：ln 'P A HRT =-∆或 lo g P A BT=-常数A A ='.2303，B H R =∆vap m 2303..log P 与1T 有线性关系。
作图可得一直线，斜率为－B 。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热∆H 。
∆v a p mH R B =2303. 本实验采用的是在不同外部压力下测定液体沸点的动态法。
即测量多组不同气压下的沸点，并通过直线拟和计算出纯水的摩尔汽化热。
本实验操作较为复杂，应注意保证体系中不要混入空气，以免影响实验结果。
二、实验部分（一）仪器DTC-2AI控温仪南京南大万和科技有限公司WYB-I型真空稳压包南京南大万和科技有限公司U型压力计江苏省常州市东风仪表厂JJ-1型增力电动搅拌器江苏省金坛市环宇科学仪器厂1/10℃温度计福廷式压力计平衡管（二）药品环己烷液体（三）操作步骤1）装置概述平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告(完整版)
5、当b、c两管的液面到达同一水平面时，立即记录此时的温度和压力， 并打开阀2,使测量系统的压力减小5-7kPa,液体将重新沸腾，又有气泡 从平衡管冒出，关闭阀2,继续降低水温。当温度降到一定程度时，B,C液 面又处于同一水平面，记录此时的温度计压力计读数。
(2)本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？
答：溶液不是纯净物，其沸点不稳定，实验操作过程中很难判断是否 已达到其沸点。
(3)为什么实验完毕以后必须使系统和真空泵与大气相通才能关闭真空 泵？
答：如果不与大气相通，球管内的液体可能会被吸入到缓冲储气罐。
(4)如果用升温法测定乙醇的饱和蒸汽压，用该实验装置是否可行？若
实验步骤：
1、从气压计读取大气压，并记录。
2、装样：从加样口加无水乙醇，并在U型管内装入一定体积的无水乙 醇。
打开数字压力计电源开关，预热5min。使饱和蒸汽压测定教学试验仪通大 气，按下“清零”键。
3、检查系统是否漏气。将进气阀、阀2打开，阀1关闭。抽气减压至 压力计显示压差为-80KPa时关闭进气阀和阀2，如压力计示数能在3-5min内维持不变，则系统不漏气。
注：每次使系统减压5-7kpa,重复上述操作，测至少5组数据。 实验结束后，先将系统排空，然后关闭真空泵。
注意事项
(1)预习时应该读懂各个阀门的作用及气路连接。
(2)实验前应检查并保证体系不漏气。
(3)减压速度要适合，必须防止平衡管内液体沸腾过于剧烈， 致使管内液体快 速蒸发。
(4)实验过程中，必须充分排尽AB弯管空间中的全部空气，使B管液面上方 只含液体的蒸汽分子。平衡管内必须放置于恒温水欲中的水面以下， 否则其 温度与水温不同。
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实验5 液体饱和蒸气压的测定
学生: 学号 班级 成绩:
实验时间 室温 气压
一、实验目的及要求
1．深入理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。
2．学会用图解法求摩尔汽化热及其正常沸点。
二、实验原理
液体蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾。
外压不同时，液体的沸点也不同。
液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯—克拉贝龙(Clausius —Clapeyron)方程式来表示:
2
ln RT H dT p d m
∆=, C RT H Δp
p m vap +-=*
∅ln P 为温度T 时液体的饱和蒸气压, Δvap H *m 为液体摩尔汽化热, 温度变化较小时，Δvap H *m 视为常数。
作T p
p 1~ln ∅图，得一直线，斜率为: R H Δk m vap *
-=, 蒸发焓为: R -k H Δm
vap ⨯=*
三、仪器与药品 玻璃恒温水浴1套；
真空泵1台；
缓冲储气罐一台；
DPC-2C 数字式低真空测压仪1台； 温度计一支； 气压仪1台; 异丙醇 (A ．R ．)
四、实验步骤 图1 测定液体饱和蒸汽压装置(左)和等压计(右) 1．装样
将异丙醇液体注入等压计(如图1)的Ⅱ、Ⅲ管中，加热Ⅰ球使球中空气受热膨胀而被赶出，然后迅速冷却使球内气体收缩而使异丙醇被吸入Ⅰ球内。
重复数次使Ⅰ球内装有2／3的液体即可。
2．检漏
将装好液体的等压计按图-1接好，打开冷却水；打开低真空测压仪电源开关，前面板上的扭子开关拨到“kPa ”，预热10分钟后将系统接通大气（打开活塞2），按下校零按扭，使面板显示值为0。
按顺序关闭活塞2、打开真空泵抽气系统、打开活塞1及活塞3，使低真空测压仪上显示的压差
为 -75 kPa ，关闭活塞1和真空泵，注意观察压力测量仪的数字变化。
若系统漏气，压力测量仪显示数值会逐渐变小。
这时细致分段检查，寻找出漏气部位，设法消除。
检查正常后关闭活塞3。
3．测量
除去Ⅰ球与Ⅲ球间的空气，并用升温静态法测定不同温度下异丙醇的饱和蒸气压。
调节恒温槽至所需温度（40℃）后，缓慢打开活塞3，使缓冲储压罐5对系统进行减压，使Ⅰ球中液体内溶解的空气和Ⅰ、Ⅲ管空间内的空气呈气泡状通过Ⅱ、Ⅲ管中液体排出。
抽气若干分钟后，关闭活塞3，调节2，使空气缓慢进入测量系统，直至Ⅱ、Ⅲ之间U 形管液面等高时，立即读出恒温水浴的准确温度（即沸点）和测压仪显示的读数，这就完成了一次。
调节恒温水浴至45℃，温度稳定后缓慢打开活塞3使空气缓慢进入Ⅱ球上部空间，直至Ⅱ、Ⅲ之间U 形管液面等高时，立即读出恒温水浴的准确温度和测压仪显示的读数。
如上法测定6个不同温度时异丙醇的蒸气压, 每个温度间隔5度。
五、数据记录和处理
本实验中所得相关数据列于表1 (
)，并作ln P ~ 1/T 图得图1。
表1 不同温度下的气压计读数、饱和蒸汽压及ln p (气压单位为Pa)
水浴温度/℃
气压计读数/kPa
水浴温度/K
饱和蒸汽
压/Pa 1/T
ln P
40.0 -47.90 313.15 4111 0.003193358 8.3214 45.1 -42.72 318.25 4629 0.003142184 8.4401 50.2 -32.24 323.35 5177 0.003092624 8.5520 55.5 -29.56 328.65 5945 0.003042751 8.6903 60.2 -21.31 333.35 6770 0.00299985 8.8203 65.1
-12.18 338.25 7683
0.002956393 8.9468
图1 实验所得异丙醇的ln p ~ 1/T 图
所得直线斜率k
R -k H Δm vap ⨯=*
≈。
与文献数值
40.06 kJ/mol 比较，其蒸发焓的实验值相对误差为：
100%40.06
40.06
40.59⨯-
9.8
10.010.210.4
10.6
10.8
l n p
1/T。