物化实验报告_液体饱和蒸气压的测定

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实验4 液体饱和蒸气压的测定

丛乐 2005011007 生51

实验日期：2007年11月24日星期六提交报告日期：2007年12月8日星期六

助教老师：叶逢春

1 引言

1.1实验目的

1．运用克劳修斯-克拉贝龙方程，求出所测温度范围内平均摩尔气化焓及正常沸点。

2．掌握测定饱和蒸汽压的方法。

1.2 实验原理

在通常温度下(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1摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

液体的蒸气压与液体的本性及温度等因素有关。随温度不同而变化，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p ø(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（Clausius ）-克拉贝龙（Clapeyron ）方程式表示：

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，或因温度变化范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得：

A ln p

B T

+ 或 A ln p B T =-+ vap m H Rm ∆=-

式中：B ——积分常数。

从上式可知：若将ln p 对1/T 作图应得一直线，斜率m=vap m -A H /R =-∆ 由此可得 vap m H Rm ∆=-，同时从图上可求出标准压力时的正常沸点。

2 实验操作

2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图

1.仪器

等压管1支、稳压瓶1个、负压瓶1个、恒温槽1套、冷凝管1个、真空泵1台、自耦调压变压器1台（TDG1/250型）、搅拌器1个、压力计1台（LZ-PI 型）、温度测量控制仪1台（CK-1B 型）。

2.药品

无水乙醇（分析纯；20℃时密度：0.789-0.791g/ml；M r=46.07)

2.2实验条件

表1 实验条件记录

实验前温度（℃）实验前大气压（kPa）实验前空气湿度

15.8 102.59 35%

2.3 实验操作步骤及方法要点

1．装置与装样

按图1安装好整套装置，并把乙醇装入等压管中，使液面在等压管的三分之二处。2．检漏

图1 纯液体饱和蒸气压测定装置：1、等压管，2、冷凝管，3、搅拌器，4、加热器，5、1/10゜C温度计，6、辅助温度计，7、稳压瓶，8、负压瓶，9、干燥管。

将H活塞关上，打开活塞I、F和G，用真空泵抽气到压力计显示的气压为25～30kPa 时，关上I、F和G。等片刻后，利用压力计分段检查系统是否漏气。

3．升温

开动搅拌器，调节加热器电压在160V左右。

4．排气

当水浴温度超过50℃时，等压管内液体开始沸腾，即大量气泡通过液栅由C管排出。沸腾3-5分钟（每秒钟约排出3-4个气泡）就可以除去AB间的空气及溶在液体中的空气。注意调节加热器电压，控制恒温槽温度在52℃附近。

5．蒸汽压的测定

排气完后，打开活塞H，使体系通过毛细管缓慢吸入空气逐渐升高压力，直到稳压瓶中的压力快接近蒸气压时为止。然后调节调压器，改变加热电压，直到BC液面相对位置不变，此时表示温度己恒定。最后将BC液面基本调平，稳定一分钟左右，迅速记下温度t，压力计P的读数。

继续用加热器加热水浴，加热过程中适当调节活塞H，使液体不激烈沸腾，当温度升高3—4℃时再重复上述步骤。—直升温到75℃附近。总共测6—7个点即可。

6．结束

实验完后，将系统与大气相通，关闭调压器，整理实验台。最后，将实验数据输入计算机进行计算。

7．实验注意事项

1）等压管中AB液面间的空气必须排净。

2）在操作过程中要防止液体倒吸，即c处气体通过液栅吸入AB的空间。一旦倒吸，重新排气。

3）在升温时，需随时调节活塞H，避免液体激烈沸腾。

3 结果与讨论

3.1 原始实验数据

1)原始实验测量数据

下表中数据为实验中测定的温度及与之对应的饱和蒸气压：（见表2）

表2 实验测定温度与对应饱和蒸气压

序号温度t (℃) 压力P (Pa)

1 51.88 32930

2 53.0

3 34020

3 54.36 36230

4 55.7

5 38490

5 57.18 41120

6 62.06 51630

7 68.14 67280

8 74.18 86730

2)原始计算机数据处理结果：

方程In（P/Pa）= －B/T + A；A = 14.31695；B = 5026.281；