内容发布更新时间 : 2024/9/23 7:28:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验二 液体饱和蒸气压的测定

(一)、实验目的

1．掌握纯液体饱和蒸气压与温度的关系。 2．熟悉用克-克方程计算摩尔气化热。 3．掌握测定液体饱和蒸气压的方法。 (二)、实验原理

在一定温度下，气液平衡时的蒸气的压力叫做该液体在该温度下的饱和蒸气压，蒸发1摩尔液体所需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔气化热。饱和蒸气压与温度的关系服从克拉贝龙-克劳修斯方程式：

式中：R—摩尔气体常数；

d(lnp/[p])△vapHm? （2—1） 2dTRT△vapHm—液体的摩尔气化热。

在一定的外压下，液体加热，当饱和蒸气压等于外界压力时，液体“沸腾”，其对应的

?10Pa时，所对应的沸点称为该液体的正常沸温度称为沸点。而饱和蒸气压恰为1.01325点。

如果温度改变区间不大，则可把△vapHm视为常数，将上式积分得

lnP/[P]??以lnP/[P]对

m??所以

5△vapHm1??C (2—2)

RT1作图，即得一条直线，其斜率应为 T/K△vapHm R△vapHm??R?m

（2—3）

测定饱和蒸气压常用的方法有两种： 1．动态法

其中常用的有饱和气流法，即通过一定体积的待测液体所饱和的气流，用某物质完全吸收，然后称量吸收物增加的重量，求出蒸气的分压力。

2．静态法

把待测物质放在一个封闭体中在不同温度下直接测量蒸气压或在不同外压下测液体的沸点。本实验采用静态法。

静态法的测定仪器如图2—1所示的平衡管，平衡管是由三个相连的玻璃球a、b和c组成。a 球中储存有待测液体，b、c球中的待测液体在底部用玻璃管连通。当a、b球的上部纯粹是待测液体的蒸气，而b球与c球之间的管中液面在同—水平时，则表示加在b管液面上的蒸气压与加在c管液面上的外压相等。此时液体的温度即是体系的气液平温度，亦即沸点。待测液体的体积占a球的2/3为宜。

图2一l 平衡管

(三)、仪器与药品

SYP—Ⅰ玻璃恒温水浴、SWQ智能数字恒温控制器、缓冲储气罐、蒸气压测定装置、DP—A精密数字压力计、SHZ一Ⅲ循环水式真空泵、乳胶管、真空管

异丙醇(AR)

(四)、实验步骤

1．体系减压，排除空气

按图2—2将仪器装好。在开始实验前要检查装置是否漏气，关闭储气气罐的平衡阀2，打开进气阀和平衡阀1，开动水泵，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。

若体系不漏气，则在平衡管的a球中装入2/3体积的异丙醇，在b、c球之向的U形管中也装入少量的异丙醇。U形管中不可装太多，否则既不利于观察液面，也易于倒灌。将平衡管安装到装置上，通冷凝水，同时开始对体系减压至真空度达-90kPa以上，减压数分钟以赶净平衡管中的空气，然后关闭进气阀。

2．测量不同温度下的饱和蒸气压

将恒温槽恒温至30℃，慢慢打开平衡阀2，当b、c球之间的U形管内两液面相平时，立即关闭平衡阀2，读取测压仪的真空度示数。此后，依次将恒温槽恒温至32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃分别测其饱和蒸气压的真空度。

实验完毕后，打开平衡阀2通入大气后方可关闭水循环泵，否则可使水泵中的水倒灌入系统。

图2—2 液体饱和蒸气压测定装置

1—平衡管 2—冷凝管 3—恒温槽 4—联接接口 5—真空管6—储气罐 7—进气阀 8—平衡阀2

9—平衡阀1 10—数字压力计 11—温度计探头 12—搅拌器 13—恒温控制器

(五)、实验记录与结果处理 1．实验记录

室温： 21℃ Pa(大气压)： 101.78 日期： 3.27

温度（℃） 实际温度（℃） 真空度（kPa） 蒸气压P(kPa) 1/T(K1) －30 30.1 -88.82 12.96 0.00330 9.470 32 32.0 -87.62 14.16 0.00327 9.558 34 34.1 -86.45 15.33 0.00325 9.636 36 36.0 -85.27 16.51 0.00323 9.712 38 38.1 -84.07 17.71 0.00321 9.782 40 40.1 -82.90 18.88 0.00319 9.846 42 42.0 -81.71 20.07 0.00317 9.907 44 44.1 -80.52 21.26 0.00315 9.965 46 46.0 -79.30 22.48 0.00313 10.02 48 48.1 -78.44 23.34 0.00312 10.06 50 50.0 -77.14 24.64 0.00310 10.11 Ln（P/pa） 2．数据处理

（1）温度、压力数据列表，算出不同温度的饱和蒸气压。

（2）lnP/[P]对

1作图，求直线的斜率 m= -3241.5 T/K

3. 求异丙醇的摩尔气化热

由直线的斜率计算异丙醇的摩尔气化热 △vapHm??R?m= 26.946kJ/mol (五)、注意事项

1．平衡管的U型管中不可装太多异丙醇，否则即不利于观察液面，也易于倒灌。 2．在体系抽空后，先保持一段时间，待空气排空后，方可继续做下面的实验。

3．实验结束后，一定要先将体系放空，再关闭循环水泵，否则可能使水泵中的水倒灌入系统。 (六)、思考题

1．为什么平衡管a、b之间的空气要赶净？怎样判断空气已被赶净？

答：若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸汽压，而是与空气的混合压力，它不