1、精選文檔液體飽和蒸汽壓的測定一、實驗目的1.明確液體飽和蒸汽壓的意義，熟悉純液體的飽和蒸汽壓與溫度的關系以及克勞休斯-克拉貝農方程。2.了解靜態法測定液體飽和蒸汽壓的原理。3.學習用圖解法求解被測液體在實驗溫度范圍內的平均摩爾蒸發焓與正常沸點。二、實驗原理1.熱力學原理通常溫度下(距離臨界溫度較遠時)，純液體與其蒸氣達平衡時的蒸氣壓稱為該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸發1mol液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾氣化熱。液體的蒸氣壓隨溫度而變化，溫度升高時，蒸氣壓增大；溫度降低時，蒸氣壓降低，這主要與分子的動能有關。當蒸氣壓等于外界壓力時，液體便沸騰，此時的溫度稱為沸點，外壓不同時

2、，液體沸點將相應改變。當外壓為101.325kPa時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關系用克勞修斯-克拉貝龍方程式表示：                           (1) 式中，R為摩爾氣體常數；T為熱力學溫度；vapHm為在溫度T時純液體的摩爾氣化熱。假定vapHm與溫度無關，或因溫度范圍較小，vapHm可以近

3、似作為常數，積分上式，得： (2) 其中C為積分常數。由此式可以看出，以lnp對1/T作圖，應為一直線，直線的斜率為，由斜率可求算液體的vapHm。2.實驗方法靜態法測定液體飽和蒸氣壓，是指在某一溫度下，直接測量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。靜態法測量不同溫度下純液體飽和蒸氣壓，有升溫法和降溫法二種。本次實驗采用升溫法測定不同溫度下純液體的飽和蒸氣壓，所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測定裝置。精密數字壓力計平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管與壓力計相連。A內裝待測液體，當A球的液面上純粹是待測液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時，則表示B管液面上的(

4、即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。此時，體系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點。可見，利用平衡管可以獲得并保持系統中為純試樣時的飽和蒸汽，U形管中的液體起液封和平衡指示作用。 圖1  液體飽和蒸氣壓測定裝置圖1.恒溫槽；2.冷凝管；3.壓力計；4.緩沖瓶平衡閥；5. 平衡閥2(通大氣用)；6. 平衡閥1（抽真空用）；8平衡管三、儀器與試劑恒溫水浴；平衡管，溫度計，冷凝管，數字式低真空測壓儀，真空泵及附件，無水乙醇。四、實驗步驟：1、安裝儀器 等待測液體（本實驗是無水乙醇）裝入平衡管，A球內約占4/5體積，此時U型管內不能有液體。再按照圖一裝妥個部分。2、抽真空

5、、系統檢漏將進氣閥、閥2打開，閥1關閉。抽氣減壓至壓力計顯示壓差為-80KPa時關閉進氣閥和閥2，如壓力計示數能在3-5min內維持不變，則系統不漏氣。3、排除AB彎管空間內的空氣和形成液封打開閥1，恒溫槽溫度調至比次大氣壓下待測液沸點高3-5，如此沸騰3-5min，停止加熱，關閉閥14、乙醇飽和蒸汽壓的測定 當b、c兩管的液面到達同一水平面時，立即記錄此時的溫度和壓力，并打開閥2，使測量系統的壓力減小5-7kPa，液體將重新沸騰，又有氣泡從平衡管冒出，關閉閥2，繼續降低水溫。當溫度降到一定程度時，B,C液面又處于同一水平面，記錄此時的溫度計壓力計讀數。重復上述操作，每次使系統減壓5-7kpa

6、，測至少8組數據。實驗結束后，先將系統排空，然后關閉真空泵。五、數據處理：被測液體： 乙醇 室溫： 28.60大氣壓：97.67kPa(1) 數據記錄恒溫槽溫度×103壓力計讀數p/kPa液體的蒸汽壓 p=p大氣+p/kPapt/T/K79.14352.292.839097.674.58276.53349.682.860-7.3090.374.50474.58347.732.876-13.2184.464.43672.82345.972.890-20.2177.464.35070.86344.012.907-25.4472.234.28068.84341.992.924-31.336

7、6.344.19566.56339.712.944-36.9760.704.10664.58337.732.961-42.0955.584.018(2)以lnp對1/T作圖，求出直線的斜率，并由斜率算出此溫度范圍內液體的平均摩爾汽化熱vapHm 。由k = 得：vapHm= k R = 4.6855 × 8.314 = 38.96 KJ六、注意事項:(1)預習時應該讀懂各個閥門的作用及氣路連接。(2)實驗前應檢查并保證體系不漏氣。(3)減壓速度要適合，必須防止平衡管內液體沸騰過于劇烈，致使管內液體快速蒸發。(4)實驗過程中，必須充分排盡AB彎管空間中的全部空氣，使B管液面上方只含液體

8、的蒸汽分子。平衡管內必須放置于恒溫水欲中的水面以下，否則其溫度與水溫不同。七、思考題:（1）為什么AB彎管中的空氣要干凈？怎樣操作？怎樣防止空氣倒灌？答: AB彎管空間內的壓力包括兩部分：一是待測液的蒸氣壓。另一部分是空氣的壓力。測定時，必須將其中的空氣排除后，才能保證B管液面上的壓力為液體的蒸氣壓；將水浴溫度升高到85°C沸騰3分鐘即可；檢漏之后要關閉閥1，防止外界空氣進入緩沖氣體罐內。（2）本實驗方法能否用于測定溶液的飽和蒸氣壓？為什么？答：溶液不是純凈物，其沸點不穩定，實驗操作過程中很難判斷是否已達到其沸點。（3）為什么實驗完畢以后必須使系統和真空泵與大氣相通才能關閉真空泵？答：如果不與大氣相通，球管內的液體可能會被吸入到緩沖儲氣罐。（4）如果用升溫法測定乙醇的飽和蒸汽壓，用該實驗裝置是否可行？若行，如何操作？答：升溫法可行。先打開閥2，關閉閥1，使儲氣管內壓強達-50kPa左右，關閉閥2，溫度每升高