纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告.pdf
4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告
4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告测定纯液体饱和蒸汽压实验报告
实验目的：
本实验是为了测定纯液体的饱和蒸汽压，并分析结果得出不同温度下的汽油饱和蒸汽压的特性，从而获得不同温度下汽油的饱和汽油蒸汽压。
实验原理：
纯液体的饱和蒸汽压是液体中的分子在特定温度下蒸发组成的气体恒定的压强，它是特定温度下液体分子能够蒸发的最大的压力，也是液体蒸发过程中最重要的温度参数。
只有当液体的压力高于此压力时，液体分子才能持续蒸发，从而保持气体浓度和压强的恒定。
因此，测定纯液体饱和蒸汽压有重要意义。
实验设备：
1、一台（S-3010）压力表，能够测量饱和蒸汽压，可以实时显示出压力值；
2、一台（T-500）恒温恒压蒸发装置，能够将液体恒温恒压蒸发；
3、一台（T-6R）温控恒温恒压容器，能够将恒温恒压的液体室放入容器内保存，非常重要；
4、标准液体，包括甲苯、乙醇、丙酮、正己烷、苯等；
实验方法：
1、将温控恒温恒压容器中的恒温恒压的液体放入到（T-500）恒温恒压蒸发装置内；
2、在（T-500）恒温恒压蒸发装置中调节液体温度，调节液体温度的范围是25℃-95℃；。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告
液体饱和蒸汽压的测定姓名：班级： 实验日期 2015年9月28日 学号： 交报告日期2015年10月12日一、实验目的1.学习和掌握用静态法测定液体在不同温度下的饱和蒸汽压。
2.加深对克拉佩龙-克劳修斯方程的认识和理解。
二、实验原理在温度T 下的真空密闭容器中，当液体分子从表面蒸发逃逸和蒸汽分子向液面凝结的速度相等时，我们就认为液体和它的蒸汽处于动态平衡。
此时液面上的蒸汽压力就是液体在温度T 时的饱和蒸气压。
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，液体沸点也不同。
当外压为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：2mvap d ln d RTH 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RH mvap ∆-，由斜率可求算液体的Δvap H m 。
测定液体饱和蒸气压的方法有如下三类：1) 静态法：在某一温度下，直接测量饱和蒸汽压。
此法一般适用于蒸汽压比较大的液体。
2) 动态法：在不同外界压力下，测其沸点。
此法一般适用于沸点较低的液体。
3) 饱和气流法：使干燥的惰性气体以较慢的速度通过被测物质，使其为被测物体所饱和，然后测定通过惰性气体中被测物质蒸汽的含量，根据测定结果，并借助分压计定律就可以计算出被测物质在实验温度下的饱和蒸汽压。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告数据实验报告：纯液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与原理本次实验的主要目的是研究纯液体饱和蒸汽压的测定方法，通过实验数据的收集与分析，掌握液体饱和蒸汽压的计算方法，为后续相关研究提供理论依据。
实验原理：液体在一定温度下，当其表面存在足够多的蒸汽分子时，这些蒸汽分子产生的压力达到与大气压力相等的程度，此时液体就达到了饱和状态。
饱和蒸汽压是指在这种状态下，单位时间内逸出的蒸汽分子数与单位时间内返回到液面的蒸汽分子数相等时所形成的压力。
纯液体饱和蒸汽压的测定方法主要有皮尔逊法、亨利定律法和自拟方法等。
二、实验设备与材料1. 设备：实验室恒温水浴、气压计、U形管、滴定管、酒精灯等。
2. 材料：甲醇、乙醇、苯、汽油等有机溶剂，以及去离子水。
三、实验步骤与数据处理1. 皮尔逊法测定纯液体饱和蒸汽压(1)取一定量的有机溶剂，加入去离子水中，使其充分溶解。
(2)将U形管水平放置，一端浸入溶液中，另一端用酒精灯加热至90°C左右。
(3)关闭进气阀，打开排气阀，使U形管内的气体与外界大气相通，待气体稳定后，记录此时的压力值P1。
(4)继续加热U形管，使液体沸腾，记录此时的压力值P2。
(5)重复以上步骤3-4次，取平均值作为实验数据。
2. 亨利定律法测定纯液体饱和蒸汽压(1)取一定量的有机溶剂，加入去离子水中，使其充分溶解。
(2)将U形管水平放置，一端浸入溶液中，另一端用酒精灯加热至90°C左右。
(3)在另一容器中加入一定量的去离子水，并放入气压计测量初始压力值P0。
(4)关闭进气阀，打开排气阀，使U形管内的气体与外界大气相通，待气体稳定后，记录此时的压力值P1。
(5)继续加热U形管，使液体沸腾，记录此时的压力值P2。
(6)根据亨利定律公式：P2 = (P1 + P0) * R * T / (V L),其中R为气体常数，T为温度差，V为U形管内液体的体积，L为U形管内液体的升力。
液体饱和蒸汽压的测定实验报告
液体饱和蒸汽压的测定实验报告实验目的：通过实验测定液体饱和蒸汽压与温度的关系，并利用实验数据拟合出饱和蒸汽压与温度的函数关系式。
实验原理：液体饱和蒸汽压是指在一定温度下，液体表面上的蒸汽与液体之间达到动态平衡时的蒸汽压力。
根据克劳修斯-克拉佩龙方程，液体饱和蒸汽压与温度之间存在着一定的函数关系，通常用以下形式表示：lnP = A B/T。
其中，P为饱和蒸汽压，T为温度，A和B为常数。
实验仪器和试剂：1. 饱和蒸气压测定仪。
2. 温度计。
3. 蒸馏水。
4. 实验杯。
实验步骤：1. 将蒸馏水倒入实验杯中，放入温度计。
2. 将实验杯放入饱和蒸气压测定仪中，调节温度，等待温度稳定。
3. 记录相应温度下的饱和蒸汽压力。
4. 重复步骤2-3，直至测定出多组数据。
实验数据处理：根据实验数据，绘制出饱和蒸汽压与温度的曲线图，利用最小二乘法对数据进行拟合，得到函数关系式。
实验结果：经过数据处理和拟合，得到液体饱和蒸汽压与温度的函数关系式为：lnP = 14.53 3816/T。
其中，P的单位为Pa，T的单位为K。
结论：通过实验测定和数据处理，得到了液体饱和蒸汽压与温度的函数关系式。
实验结果与理论值吻合较好，验证了克劳修斯-克拉佩龙方程的适用性。
同时，实验过程中也发现了一些影响实验结果的因素，如温度计的精度和实验杯的材质等，这些因素需要在实际应用中予以考虑。
实验改进：为了提高实验结果的精确度，可以采用更精密的温度计和实验杯，同时在实验过程中要严格控制温度稳定性，减小误差的影响。
参考文献：1. 《物理化学实验》。
2. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to chemical engineering thermodynamics. McGraw-Hill.以上是本次液体饱和蒸汽压的测定实验报告，希望对相关领域的研究和实验有所帮助。
液体饱和蒸汽压的测定-实验报告(完整版)
0.002835
0.00
98.21
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因温度范围小时，ΔvapH*m可以近似作为常数，将上式积分得：
作 ～1/T图，得一直线，斜率为 由斜率可求算液体的ΔvapH*m。
本实验采用静态法测量（装置如图A）。平衡管如图B,待测物质置于球管A内，U型管中夜放置被测物质，将平衡管和抽气系统、压力计连接，在一定温度下，当U形管中的液面在同一水平时，记下此时的温度和压力，则压力计示值就是该液体的饱和蒸汽压。
思考题:
（1）为什么AB弯管中的空气要干净？怎样操作？怎样防止空气倒灌？答: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；将水浴温度升高到85°C沸腾3分钟即可；检漏之后要关闭阀1，防止外界空气进入缓冲气体罐内。
4打开阀1恒温槽温度调至比次大气压下待测液沸点高35如此沸腾35min停止加热关闭阀15当bc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57kpa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
四 川 理 工 学 院 实 验 报 告
系：材化课程名称：物理化学实验
△vapHm=4990×R×10-3=41.49KJ
附
原
【实验】【纯液体饱和蒸汽压的测定】
在一定外压时，测定不同温度下的饱和蒸气压，以 ln p ~ 1 作图，可得一直
T
线，由直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热 vap H m 。当外压 为 101325Pa、液体的蒸汽压与外压相等时，可从图中求得其正常沸点。
平衡管由三个相连的玻璃管 a、b 和 c 组成，a 管中储存被测液体，b 和 c 管 中也有被测液体在底部相通。当 a 和 c 管上部纯粹是待测液体的蒸汽，b 和 c 管 的液体在同一水平时， 则加在 b 管液面上的压力与加在 c 管液面上的蒸汽压相等，
靳凯
___________
______材料科学与工程________
专业班级：___材料科学与工程 Байду номын сангаас012 级 2 班___ 实验日期：________2014/3/18__________
一、摘要：
饱和蒸气压是指一定温度下与纯液体相平衡时的蒸汽压力，它是物质的特性 参数。 本实验将用等压计测定不同温度下环己烷的饱和蒸气压，初步掌握真空实 验技术， 并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热与正常 沸点。
二、关键词： 温度、蒸汽压、平均摩尔汽化热、正常沸点 三、内容简介：
饱和蒸气压的测定方法有动态法、静态法和饱和气流法等。本实验采用静 态法， 将被测定物质放置在一个密闭的体系中，通过测定在不同外压下液体的沸 点，得到其蒸气压与温度间的关系。
四、实验原理：
液体饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉珀龙方程式表示：
六、实验步骤：
1、系统检漏：取下平衡管洗净烘干。上端磨口涂抹真空脂后连接到系统上，冷 阱中放置冷却剂，检查系统的气密性， 。 2、装待测液体：取下平衡管，向其中加入环己烷液体，至 a 管高度的三分之二， 三管基本齐平后接在装置上。 3、抽空：接通冷却水，恒温水浴温度设为 25℃，开始搅拌。水温达到 25℃时， 将真空泵接到压力调节口接嘴上。数字压力计采零，读取实验室大气压数值。 关 闭阀门 1，打开阀门 2。开启真空泵，打开阀门 3 使体系中的空气被抽出。控制 阀门 3 的开启程度，保持 1~2 秒一个气泡的鼓泡，直至 a 管中的液体沸腾约 3-5 分钟。关闭阀门 2，等待液体鼓泡停止。真空泵继续运行 3 分钟后，关闭阀门 3， 关闭真空泵。 4、测定：观察 b、c 管的液面，缓缓打开阀门 1，漏入空气， b、c 管液面平齐 时关闭阀门 1；若液柱又发生变化，通过阀门 1，2 重新调节使之平齐。稳定后， 记下恒温槽温度和压力计上的压力值。 5、升温：将恒温水浴温度升高 5 度，升温过程中样为控制过度沸腾导致的样品 流失和污染真空系统，微微开启阀门 1 压制，使不产生气泡。达到设定温度后， 关闭阀门 1，恒温 5 分钟，按步骤 4 的方法调节，测定新温度下的样品蒸气压。 按上述方法依次测定 25℃、30℃、35℃、40℃时样品的蒸气压。 6、实验结束:依次慢慢打开阀门 1 和阀门 2，使压力计恢复零位。关闭冷却水、 恒温水浴和数字压力计，拔去所有的电源插头。将平衡管中样品全部倒出回收， 平衡管清洗烘干备用。
物理化学实验报告：纯液体饱和蒸汽压的测量
纯液体饱和蒸汽压的测量一、目的要求1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。
2.用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3.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热与正常沸点。
二、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：2mvap d ln d RTH 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 RH mvap ∆-，由斜率可求算液体的Δvap H m 。
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内装待测液体，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。
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告
纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1、明确纯液体饱和蒸汽压的定义及其与温度的关系。
2、掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理和方法。
3、学会使用数字压力计和恒温水浴等实验仪器。
4、通过实验数据处理，绘制纯液体饱和蒸汽压与温度的关系曲线，并计算出被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热。
二、实验原理在一定温度下，纯液体与其蒸汽达到平衡时的压力称为该温度下液体的饱和蒸汽压。
饱和蒸汽压与温度之间存在一定的关系，克劳修斯克拉佩龙方程给出了它们之间的定量关系：＼＼ln\frac{P}｛P_0} ＝＼frac{＼Delta H_{vap}｝｛R}＼left(＼frac{1}｛T} ＼frac{1}｛T_0}＼right)＼其中，＼（P\）为温度\（T\）时液体的饱和蒸汽压，＼（P_0\）为温度\（T_0\）时液体的饱和蒸汽压，＼（＼Delta H_{vap}＼）为液体的摩尔汽化热，＼（R\）为摩尔气体常数。
本实验采用静态法测定纯液体的饱和蒸汽压。
即在一定温度下，将被测液体置于一密闭容器中，待液体与其蒸汽达到平衡后，测定此时的蒸汽压力。
通过改变温度，测量不同温度下的饱和蒸汽压，从而绘制出饱和蒸汽压与温度的关系曲线。
三、实验仪器与试剂1、仪器饱和蒸汽压测定装置一套，包括恒温水浴、数字压力计、平衡管等。
真空泵及连接装置。
放大镜。
2、试剂去离子水。
四、实验步骤1、装置安装将平衡管、数字压力计、恒温水浴等按要求连接好。
检查装置的气密性，确保系统无漏气现象。
2、装样取下平衡管，加入适量去离子水，使液面在平衡管的 U 形管内高度适中。
重新安装好平衡管。
3、排除系统中的空气打开真空泵，抽气至数字压力计显示的压力较低时，关闭真空泵和抽气阀。
4、测定不同温度下的饱和蒸汽压设定恒温水浴的温度，待温度稳定后，读取数字压力计的示数，即为该温度下的饱和蒸汽压。
依次升高恒温水浴的温度，重复上述测量步骤，记录不同温度下的饱和蒸汽压数据。
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实验一 纯液体饱和蒸气压的测量
1
一、目的要求
1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和 蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 2. 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技 术。 3. 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热与正常沸点。
1/T 0.003344482 0.003289474 0.003236246 0.003184713 0.003134796 0.00308642 0.003039514 0.002994012 0.002949853 0.002906977 0.00286533
lnP* 2.069391206 2.346601978 2.676215478 2.918311127 3.139832618 3.354455119 3.581572601 3.805995601 4.019621016 4.209605903 4.431649785
（1）什么叫饱和蒸气压？ 答：在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的纯蒸气压力，称为该液体该温度 下的饱和蒸气压。 （2）实验开始前为什么要将压力计采零？ 答：选择压力计所测表压的相对零点。 （3）如何调节恒温槽使其实控温度至指定温度？ 答：先设定控温仪温度比实控温度低 2 度，观察加热指示灯熄灭时二者的差值， 再根据此差值进一步设定控温仪温度，直至水银温度计达到指定实控温度。 （4）如何正确控制等压计的抽气速率？为何要控制？ 答：气泡应间断逸出，否则无法将管内的空气抽尽。 （5）为什么要将试样球上方空间中的空气排干净？ 答：试样球上方空间的空气不是该纯液体的纯蒸气。即上方压力有两部分，一部 分为纯液体的蒸气压，另一部分为空气压力，只有将试样球上方空间中的空气排 干净，才能保证试样球上方空间的压力为纯液体的饱和蒸气压。
当压强为 101.325KPa 时，代入可求得： T=79.6℃
相对误差：
T − T 79.60 − 78.30 E2 = T = 78.30 = 0.0166
七、注意事项
1. 阀的开启不能用力过强，以防损坏影响气密性。
2. 抽气速度要合适，必须防止平衡管内液体沸腾过剧，致使管内液体快速蒸
发。
3.先开启冷水然后才能抽气。
求得回归直线方程为： ln P* = −4620 .71 1 +17.7230 . T
根据此式可求得平均摩尔蒸发焓为：
3
相对误差：
vapHm = - k • R =4620.71*8.314=38.416 KJ / mol .
E=
vapH m − H H
= 38.416 − 38.40 = 0.000416 . 38.40
4
（6）本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？ 答：不能，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。 （7）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，球管内液体可能会被吸入缓冲储气罐中。 （8）如果用降温法测定乙醇的饱和蒸汽压，用该实验装置是否可行？ 答：分析实验操作可得降温法可行，原理大致相同。 （9）将所测摩尔气化热与文献值相比较，结果如何？ 答：由于当地大气压和实验误差，结果与文献比较偏小。 （10）产生误差的原因有哪些？ 答：当地大气压，判断液面相平的标准，液面相平时数据的采集等。 （11）静态法测蒸气压的原理是什么？ 答：蒸气压随温度变化而变化，即克劳休斯-克拉贝龙方程式。 （12）等位计与试样球之间的空气如未排尽，对实验结果有何影响？ 答：如果未排尽空气，实验结果偏大。 （13）升温时如液体急剧汽化，应如何处理？ 答：重新进行抽真空处理。
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
−
vap Hm R
，由斜率可求算液体的
vap Hm
。
三、仪器、试剂
蒸气压测定装置 1 套 精密数字压力计 1 台 无水乙醇（分析纯）
循环式真空泵 1 台
数字控温仪
1只
四、实验步骤
1.读取室内大气压 2.安装仪器：将待测液体（本实验是无水乙醇）装入平衡管，之后将平衡管 安装固定。 3.抽真空、系统检漏 4 排气体：先设定温度为 20℃，之后将进气阀打开，调压阀关闭，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。
2
关闭进气阀，置零，打开冷却水，同时打开真空泵和调压阀（此时调压阀较大）。 抽气减压至压力计显示压差为-80kpa 左右时，将调压阀调小。待抽气减压至压 力计显示压差为-97kpa 左右，保持煮沸 3-5min，关闭真空泵。
4.测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压：当温度保持 20 oc 不变时，调节进
六、数据记录与数据处理
温度/K 299 304 309 314 319 324 329 334 339 344 349
压强/KPa -93.21 -90.68 -86.6 -82.62 -78.03 -72.5 -65.2 -56.16 -45.45 -33.8 -17.06
P*/KPa 7.92 10.45 14.53 18.51 23.1 28.63 35.93 44.97 55.68 67.33 84.07
4.乙醇用量应充满试样球体积的三分之二和 U 型等压计的大部分。不能过少，
也不能过多。
5.开启平衡阀的速度不能过快，防止空气倒吸入试样球上方空间。
6.要先关闭调压阀后关闭真空泵。 7.必须让等压计 U 型管中液体缓沸 2~3 分钟后方可进行测定，以保证试样球 上方的空间全部为乙醇蒸汽所充满。
八、提问思考
气阀使液面趋于等高。当液面等高时，关闭进气阀，记录压力表值。之后重新设 置温度，重复操作。
5.测量温度 分别测定在 26℃，31℃，36℃，41℃，46℃，51℃,56℃，61℃，66℃，71℃， 76℃时的饱和蒸汽压。 6.实验结束，整理仪器
五、文献值
无水乙醇在标准压力下的沸点为 78.3℃，标准摩尔气化热为 38.4 KJ/mol。
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为：
d ln p dT
=
vap H m RT 2
式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度； vapHm 为在温度 T 时纯液体的
摩尔气化热。 假定 vapHm 与温度无关，或因温度范围较小， vapHm 可以近似
作为常数，积分上式，得：
ln p = − vapHm 1 + C RT