纯液体
物理化学实验思考题
纯液体饱和蒸气压的测量1．在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？答：控制减压速度，防止空气倒灌。
2．在纯液体饱和蒸汽压测定实验中，平衡管的U形管中的液体起什么作用？冷凝管又起什么作用？答：平衡管的U形管中的液体起密封液体隔绝空气，同时判断平衡，即测量纯液体蒸汽压的作用；冷凝管冷却环己烷蒸汽。
3．在纯液体饱和蒸汽压测定中，如何检查体系是否漏气？能否在热水浴中检查体系是否漏气？答：关闭储气气罐的平衡阀l，打开进气阀和平衡阀2，开动真空泵，当测压仪的示数为50-60kPa时，关闭进气阀，观察测压仪读数，若读数不变，则系统不漏气；若真空度下降，则系统漏气，要查清漏气原因并排除之。
不能在热水浴中检查体系是否漏气，因为随着温度升高，体系内的压力增大，也会导致真空度下降。
4．说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。
答：在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态指的是动态平衡。
在某一温度下，被测液体处于密闭真空容器中，液体分子从表面逃逸成蒸气，同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相同时，就达到了动态平衡，此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。
蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，当外压为pϴ(101.325kPa)时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。
5．在纯液体饱和蒸气压测量实验中，怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力？答：系统的压力=室温下的大气压+数字是压力表的读数（为负数）6．在纯液体饱和蒸气压测量实验中，何时读取数字式压力表的读数？所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压？答：当B、C两管中的液面平齐时，就读取数字是压力表的读数；不是，液体的饱和蒸汽压=室温下的大气压+数字是压力表的读数（为负数）7．在纯液体饱和蒸气压测量实验中，测定沸点的过程中，若出现空气倒灌，则会产生什么结果？答：测定沸点的过程中，若出现空气倒灌，B，C两管液面平齐时，液体的饱和蒸汽压+空气压=室温下的大气压，使得所测沸点偏低。
物化实验复习资料
纯液体饱和蒸汽压的测定1.纯液体饱和蒸气压与温度的关系：克劳修斯-克拉佩龙方程：(d㏑p*)/dT=(△vapHm)/RT²不定积分：㏑P* = -（△vapHm/ RT）+C㏑P*：1/T作图为一直线，斜率= - vapHm/ R=-b，→vap Hm=bRP*=Po-△P，Po为实验时大气压，△P为饱和蒸汽压测定仪上独处的压力差，Po为101.325KPa 时，对应的温度为液态的正常沸点。
2.测定宝盒蒸汽压常用的方法有动态法、静态法和饱和气流法；本实验采用精态法，此法适用于蒸汽压较大的液体，使用的主要仪器是：饱和蒸汽压测定仪，读取压力差数据。
静态法即将北侧物质放在一个密闭的体系中在不同的温度下直接测量其饱和蒸气压。
3.对易燃液体加热时通常使用水浴加热、油浴加热、直接加热方法。
本实验采用水浴加热方法进行加热，为了使溶液受热均匀，恒温水浴必须搅拌。
4.实验数据处理：由原始数据做出lnP*:1/T图，通过直线斜率求平均摩尔汽化热，求正常沸点。
5.实验原理：a.饱和蒸气压即一定温度下，液体与其蒸气达到平衡的压力；b.△T内液体平均摩尔汽化热的求算；c.外推法求正常沸点Tb；Tb－P°下，液体蒸气压与外压相差时的T。
6.注意事项：装置严实，赶净空气，抽气缓慢，严防空气倒灌。
7.平衡管的作用：封闭和平衡压力的作用。
问题：1.在停止抽气时，若先拔掉电源插头会出现什么情况？答：会出现真空泵油倒灌。
2.能否在加热情况下检查装置是否漏气，对结果有何影响？答;不能，加热过程中温度不能恒定，气-液两相不能达到平衡，压力也不恒定，漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气-液两相无法达到平衡，从而造成缩测结果不准确。
3.压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动？答：因为体系未达到平衡状态。
4.克-克方程在什么条件下才使用？答; 克-克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V羽气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度摩尔蒸发热△H的影响，在实验温度范围内可视其为常数，三是气体视为理想气体。
第三章-纯流体的热力学性质
nU nV d nV nS ,n
式中：下标n表示所有化学物质的物质的量保持一定，和上式对比，可得：
nU nU P T ， nS nV nS ,n nV ,n
对单相敞开系统，nU不仅是nS和nV的函数，而且也是各组成量的函数。
②在点2，水开始汽化，在汽化过程中温度保持不变。
③点3相当于完全汽化点。
④当供给更多的热量时，蒸汽沿着途径3-4变成过热。
从图中可看出：蒸汽过热的特点是温度上升和熵增加。 在压-焓图上整个过程用相当于锅炉压力的水平线（图（b））表示。
在两相区内，任何广度性质和干度x或湿度（1-x）的关系式如下：
M M 1 x M x
4.2 化学位和偏摩尔性质
4.2.1 化学位
根据式（1）~（4），组分i的化学位定义为：
nU nH nA nG i ni nS ,nV ,n ni nS , p ,n ni nV ,T ,n ni T , p ,n j j j j
d nA nSdT pdnV i dni 3
d nG nSdT nV dp i dni 4
以上方程式适用于开放或封闭的单相流体系统。 当ni全部保持不变时（dni=0）就简化成适用于定组成质量体系的方程式。 若将全微分方程的判据应用到式（1）~（4）各式的右端，则可得到16 个普遍方程式，其中四个是Maxwell方程，
U U l 1 x U g x
S Sl 1 x S g x
H H l 1 x H g x
式中x为气相的质量分数或摩尔分数（通常称为品质、干度）。
以上方程式可概括地写成：
3 实验三 液体饱和蒸汽压的测定
五、注意事项
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. 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。 3. 升温法测定中，打开进空气活塞 时，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。 4. 降温法测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速， 读毕应立即打开活塞9抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒 灌现象，必须重新排除净AB弯管内之空气。 5. 注意在停止抽气时，应先把真空泵与大气相通，打开平衡阀l 通大气后方可关闭真空泵，否则可能使真空泵中的油倒灌入 系统。
四、实验步骤 ----升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压
1.装置仪器 :按图装各部分(不接冷阱部分) 装样：吹热A球（排空气）→将蒸馏水放入等压计B、 C间的Ｕ形管中→自然冷却 →蒸馏水吸入A球→重复 几次→蒸馏水装入A球的2/3。
2.系统气密性检查:
接通冷凝水→打开平衡阀1、平衡阀2及抽气阀→调节 恒温槽温度为实验温度并恒温10min→压力计“采零” （按“采零”键）→关闭平衡阀1→打开抽气水泵→抽 气减压→压力计读数为53~67 KPa→关闭平衡阀2→ 观察是否漏气。。
六、数据处理
1.数据记录表：
将温度、压力数据列表，算出不同温度的饱和蒸气压； 大气压= kPa 室温 度 P（蒸汽压）=大气压 + 气压计的读数（负值）---真空度 温度T水浴 /K 1/T （ K-1） 真空度/kPa 蒸汽压 P/kPa lnp
2.绘出乙醇的蒸气压温度曲线，并求出指定温 度下的温度系数 。 3.以lnp对 1/T作图，求出直线的斜率，并由 斜率算出此温度间隔内乙醇的平均摩尔气化 热ΔvapHm，通过图求算出乙醇的正常沸点
液体饱和蒸汽压的测定的数据处理
液体饱和蒸汽压的测定的数据处理液体饱和蒸汽压的测定的数据处理一、实验目的本实验旨在通过测定不同温度下纯液体的饱和蒸汽压，掌握蒸汽压与温度的关系，了解Clapeyron方程的应用，并为后续热力学实验提供数据支持。
二、实验原理液体的饱和蒸汽压是指在一定温度下，与液体处于相平衡的蒸汽所产生的压力。
饱和蒸汽压是温度的函数，随着温度的升高而增大。
Clapeyron方程描述了饱和蒸汽压与温度之间的关系：dlnP/dT = ΔHvap/RT^2其中，P为饱和蒸汽压，T为温度，ΔHvap为蒸发焓，R为气体常数。
三、实验步骤1.准备所需仪器和试剂，包括纯液体、蒸汽压测定装置、恒温水浴、温度计、压力计等。
2.将蒸汽压测定装置安装好，并检查其气密性。
3.将纯液体加入蒸汽压测定装置中，并将装置置于恒温水浴中。
4.打开恒温水浴，设定不同的温度点，待温度稳定后，记录压力计的读数。
5.重复步骤4，测定不同温度下的饱和蒸汽压。
6.实验结束后，将仪器清洗干净，整理实验数据。
四、数据处理1.将实验数据记录在表格中，包括温度、压力等。
2.以温度为横坐标，以lnP为纵坐标，绘制Clapeyron方程图。
3.根据Clapeyron方程，计算蒸发焓ΔHvap。
4.分析实验数据，讨论误差来源及影响因素。
五、实验结果与分析1.实验数据表格：2.Clapeyron方程图：（请在此处插入Clapeyron方程图）3.蒸发焓ΔHvap的计算：根据Clapeyron方程，可得：dlnP/dT = ΔHvap/RT^2将实验数据代入上式，可得：ΔHvap = (dlnP/dT)RT^2将不同温度下的dlnP/dT值代入上式，求得蒸发焓ΔHvap的平均值为：40.8 kJ/mol。
4.实验结果分析：通过本次实验，我们成功测定了不同温度下纯液体的饱和蒸汽压，并掌握了蒸汽压与温度之间的关系。
实验结果表明，随着温度的升高，饱和蒸汽压逐渐增大。
根据Clapeyron方程的计算结果，我们得到了蒸发焓ΔHvap的数值为40.8kJ/mol。
化工热力学讲义-5-第三章-纯流体的热力学性质
f iV f i l f i S
第二项积分则计算将液相由 piS 压缩至p时的逸度校正值。
上式可进一步写成： p f il fiS p L RT ln RT ln S S Vi dp RT ln S pi p pi pi 整理，最后：
Vi L f i p exp S dp pi RT
W
或：VW
(nV ) nW
(nV ) d (nV ) nW dnW
由于T、p和nE（乙醇的物质量）为常数，方程更合理地写成：
(nV ) VW nW T , p ,nE
显然，体积V为溶液性质M，从等式中得出，溶液中的偏摩尔 体积就是在T，p和 nE不变情况下，溶液总体积对nw的变化率。
d nA nSdT pdnV i dni 3
从式（4）可得两个有用的方程式：
nS i T P ,n ni T , P ,n j
nV i P n T ,n i T , P ,n j
d nG nSdT nV dp i dni 4
以上方程式适用于开放或封闭的单相流体系统。 当ni全部保持不变时（dni=0）就简化成适用于定组成质量体系的方程式。 若将全微分方程的判据应用到式（1）~（4）各式的右端，则可得到16 个普遍方程式，其中四个是Maxwell方程，
液体的摩尔体积在远离临界点时可视为不可压缩，故上式可简化：
Vi L p piS f i l piS iS exp RT
压力对Poynting校正因子的影响见下表：
Vi l 100m l m ol， T 300 K
p p / MPa
常用的分离混合物的方法
常用的分离混合物的方法
常用的分离混合物的方法包括：
1. 过滤：将固体物质和液体物质分离，常用的过滤装置包括滤纸和过滤漏斗。
2. 蒸馏：利用物质的沸点差异，将液体混合物分离为纯液体组分。
常见的蒸馏方法有简单蒸馏、分馏和真空蒸馏。
3. 结晶：通过溶解度的差异，将溶液中的固体组分结晶出来。
结晶过程一般包括溶解、冷却和结晶。
4. 萃取：利用物质在不同溶剂中的溶解度差异，将混合物中的某一成分提取出来。
萃取常用的溶剂有水、醚、醇等。
5. 气相色谱：利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数差异，分离混合物。
气相色谱主要用于分析和测定混合物的组成。
6. 液相色谱：利用不同物质在液相中的分配系数差异，分离混合物。
液相色谱常用的分离技术有正相色谱和反相色谱。
7. 电泳：利用不同物质在电场中的迁移速度差异，分离混合物。
电泳常用的方法有凝胶电泳、毛细管电泳等。
8. 离心：利用离心力使混合物中的组分沉淀或分层，分离混合物。
离心常用的离心机有台式离心机和超速离心机。
9. 精馏：通过多次蒸馏和冷凝，分离混合物中的不同组分。
精馏常用于分离液体混合物。
10. 磁力分离：利用磁性物质的特性，将混合物中的磁性组分分离出来。
磁力分离常用于分离固体和固体混合物。
液体理论及方程
§1 逸度和逸度系数Fugacity and FugacityCoefficient§1.1 逸度和逸度系数的定义及物理意义§1.2 纯气体的逸度计算§1.3 纯液体逸度§1.4 混合物中组分逸度二.逸度和逸度系数的物理意义1、对于纯物质，理想气体f=Pi对于纯物质，真实气体f是“校正压力”或“有i效压力”表示真实气体与理想气体的偏差。
Φi2、物质在任何状态下都有逃逸该状态的趋势，逸度f表示分子的逃逸趋势，相间的传递推动力。
i•如在一定T下，液相的水分子有逃入气相的趋势，同时，气相的水分子有逃入液相的趋势。
当两个趋势相等时，气液相两相达到了平衡。
①普遍化压缩因子法)1()0()lg()lg()lg(ϕωϕϕ+=10ZZ Z ω+=利用对应状态原理的思想iP r r P T ϕϕϕω⎯→⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→⎯−−10153~123.53.,，解法：图，图ωϕϕϕ)(10=P.55 例3-8§2 理想溶液(Ideal Solution)§2.1理想溶液的逸度和标准状态–Lewis-Randall–Henry定律§2.2理想溶液的特点和意义理想溶液与理想气体的区别：¾理想气体：分子间无作用力，分子体积为0。
¾理想溶液：分子间有作用力，有体积。
但各组分由于结构、性质相近，分子间作用力相等，分子体积相同。
例如：水-重水同位素化合物d-樟脑--l-樟脑光学异构体邻、对、间二甲苯结构异构体甲醇--乙醇紧邻同系物人们从实验中发现，一些结构、性质相近的液体组成的混合物，在全部浓度范围内都遵守或近似遵守Raoult定律，这些溶液就是理想溶液。
理想溶液定义•理想溶液表现出特殊的物理性质，其主要的特征表现在四个方面：–⑴分子结构相似，大小一样；–⑵分子间的作用力相同；–⑶混合时没有热效应；–⑷混合时没有体积效应。
•凡是符合上述四个条件者，都是理想溶液，这四个条件缺少任何一个，就不能称作理想溶液。
物化二
（3）纯液体饱和蒸汽压测定能否用于测定溶液的蒸汽压,为什么？
南昌大学物理化学实验报告
学生姓名： 彭文冰 学号：5702111077 专业班级： 本硕 111
实验时间： 14 时 00 分 第 五 周 座位号： 3- 实验成绩： 答：不可以，因为在纯液体的测定中，液体会随温度的升高而蒸发，如果是 溶液，其溶剂挥发后浓度将会改变。不同浓度的溶液其饱和蒸汽压不同。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、排除 AB 弯管空间内的空气 AB 弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空
气的压力。测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证 B 管液面上的压力为液 体的蒸气压。排除方法为:先将恒温槽温度调至第一个温度值(一般比室温高 2℃ 左右)接通冷凝水，抽气降压至液体轻微沸腾，此时 AB 弯管内的空气不断随蒸气 经 C 管逸出，如此沸腾数分钟，可认为空气被排除干净。
实验时间： 14 时 00 分 第 五 周 座位号： 3- 实验成绩：
图一 、饱和蒸汽压测定装置
平衡管由 A 球和 U 形管 B、C 组成。平衡管上接一冷凝
管。A 中装待测液体，当 A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸
汽，而 B 管和 C 管的液面处于同一水平时，则表示 B 管液面
上的（即 A 球液面上的蒸汽压）与加在 C 管液面上的外压相
南昌大学物理化学实验报告
学生姓名： 彭文冰 学号：5702111077 专业班级： 本硕 111
实验时间： 14 时 00 分 第 五 周 座位号： 3- 实验成绩：
纯液体饱和蒸汽压的测定
一、实验目的
液体常用的纯化方法
液体常用的纯化方法
液体的纯化方法主要包括蒸馏、结晶、萃取、过滤等，以下是关
于这些方法的详细介绍：
1. 蒸馏：蒸馏是分离液体中不同组分的最常用方法之一。
蒸馏分
为简单蒸馏、分馏、溴代硫酸脱水等。
其中简单蒸馏适合于纯度较高、沸点差异大的液体混合物；分馏法则适合于两个或多个组分沸点接近、难以分离的混合物。
2. 结晶：结晶是分离固体的主要方法之一，常用于分离有机化合
物和无机盐类。
结晶分为气氛下结晶和真空下结晶。
气氛下结晶适用
于易挥发性物质的结晶纯化，如有机化合物；真空下结晶则适合于难
以结晶和结晶体过大的物质。
3. 萃取：萃取是将一种物质从混合物中提取出来的方法，适用于
油脂、天然产品、化学反应物的纯化等。
萃取分为液-液萃取和固-液
萃取。
液-液萃取适合富集芳香烃、大环第一类化合物等有机化合物，
而固-液萃取适用于分离金属离子、生物分子等。
4. 过滤：过滤是将混合物中的固体颗粒通过过滤器分离出来的方法。
过滤分为重力过滤、压力过滤及真空过滤等。
其中重力过滤适用
于颗粒粗大、悬浮液稠密的混合物，真空过滤则适用于残留在过滤器
上的极微小颗粒的分离。
综上所述，液体的纯化方法有不少，根据具体的情况选择合适的方法可以极大地提高纯度和产率。