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液体饱和蒸气压的测量. 一、实验目的. 1 、明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系 - 克劳修斯 — 克拉贝龙方程式。测定的实验原理 ; 2 、用等压管法测定不同温度下水的饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术 ; 3 、学会用图解法求被测液体在所测温度范围内的平均摩尔汽化焓及正常沸点。. 液体饱和蒸气压的测量. 二、实验原理. - PowerPoint PPT Presentation
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物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
液体饱和蒸气压的测量
1 、明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系 - 克劳修斯—克拉贝龙方程式。测定的实验原理 ; 2 、用等压管法测定不同温度下水的饱和蒸气压，初步掌握真空实验技术 ;
3 、学会用图解法求被测液体在所测温度范围内的平均摩尔汽化焓及正常沸点。
一、实验目的
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
液体饱和蒸气压的测量
二、实验原理
液体的饱和蒸气压液体的饱和蒸气压是指在一定温度下，气液两相平衡时蒸气的压力。是指在一定温度下，气液两相平衡时蒸气的压力。处于一定温度下的纯液体，其中动能较大的分子，要不断地从液体表面逸出变成蒸气，此过程称处于一定温度下的纯液体，其中动能较大的分子，要不断地从液体表面逸出变成蒸气，此过程称为蒸发；与此同时，也会有蒸气分子回到液体中，此过程称为凝聚。为蒸发；与此同时，也会有蒸气分子回到液体中，此过程称为凝聚。当蒸发与凝聚的速率相等时，当蒸发与凝聚的速率相等时，就达到了动态平衡，就达到了动态平衡，此时的蒸气压力就是该温度下此时的蒸气压力就是该温度下液体的饱和蒸气压液体的饱和蒸气压。温度越高，能逸出液面的。温度越高，能逸出液面的分子数越多，因此，达到动态平衡时，液面上的饱和蒸气压就越高。当液体的饱和蒸气压与外界分子数越多，因此，达到动态平衡时，液面上的饱和蒸气压就越高。当液体的饱和蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾，此时的温度称为压力相等时，液体便沸腾，此时的温度称为液体的沸点液体的沸点。液体的沸点随外压的变化而变化，。液体的沸点随外压的变化而变化，若外若外压为标准压力（取压为标准压力（取 100KPa100KPa ），则液体沸点就称为正常沸点），则液体沸点就称为正常沸点。。 单位物质的量的液体蒸发过程的焓变，即为该液体的 单位物质的量的液体蒸发过程的焓变，即为该液体的摩尔气化焓摩尔气化焓 。 。
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
在温度较小的变化范围内， 可视为与温度无关，积分上式可得：
二、实验原理
cTR
Hp mvap
1ln
2
ln
RT
H
dT
pd mvap
液体饱和蒸气压的测量
由热力学理论，液体饱和蒸气压随温度变化的定量关系，可由克劳修斯 - 克拉贝龙（ Clausius-Clapeyron ）方程给出：
式中 p为液体在温度 T时的饱和蒸气压， R为气体常数， R＝ 8.314J·K-1·mol-1
mvapH
由上式可知，若以 lnp 对 1/T 作图应得一直线，由直线的斜率 k 得到RkHmvap
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二、实验原理
液体饱和蒸气压的测量
RkHmvap
由实验测定几个不同温度下饱和蒸气压，用图解法求得直线的斜率 k ，根据上式即可求出 mvapH
测定饱和蒸气压的方法有动态法、比较法、饱和气流法、静态法等。本实验采用静态法。即在一定的温度下，直接测定体系的压力，测定时要求体系内无杂质气体。为此用一个球管与一个 U 型管相连，构成了实验测定的装置，其外形如右图所示。
等压管示意图
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
A
B
C
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二、实验原理
液体饱和蒸气压的测量
球 a 中盛有被测液体， U 形管 bc 部分以被测液体作为封闭液。测定时先将 a 与 b 之间的空气抽净，然后从 c 的上方缓慢放入空气，使等压计 b 、 c两端的液面平齐，且不再发生变化时，则 ab 之间的蒸气压即为此温度下被测液体的饱和蒸气压，因为此饱和蒸气压与 c 上方的压力相等，而 c 上方的压力可由压力计直接读出。温度则由恒温槽内的温度计直接读出，这样可得到一个温度下的饱和蒸气压数据。当升高温度时，因饱和蒸气压增大，故等压计内 b 液面逐渐下降， c 液面逐渐上升。同样从 c 的上方再缓慢放入空气，以保持 bc 两液面的平齐，当恒温槽达到设定的温度且在 bc 两液面平齐时，即可读出该温度下的饱和蒸气压。用同样的方法可测定其它温度下的饱和蒸气压。
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液体饱和蒸气压的测量
三、实验仪器与药品
等位计；
冷凝管；
缓冲储气罐 ;
循环水真空泵；
数字式压力计；
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液体饱和蒸气压的测量
四、实验装置图
液体饱和蒸气压测定装置
图
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
1 、装置仪器 将待测液体装入平衡管中， A 球约 1/2 ～ 2/3 体积， B 和 C 球适量，然后按图连接好各部分。 初始状态：平衡阀 1 、平衡阀 2 、进气阀均应打开。打开数字真空压力计，待数字稳定后按采零键。显示应为 0.0 。
液体饱和蒸气压的测量五、实验步骤采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
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2 、系统气密性检查 关闭平衡阀 1 ，打开进气阀使系统与真空泵连通，开动真空泵，抽气减压至压力计显示为 -90.0kPa 时，关闭平衡阀 2 ，使系统与真空泵、大气皆不通。观察压力计读数，如读数能在 2 分钟内几乎维持不变（ ΔP≤0.1kPa ），则表明系统不漏气。否则应逐段检查，消除漏气原因。
液体饱和蒸气压的测量
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
液体饱和蒸气压的测量五、实验步骤
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接通冷凝水，关闭平衡阀 1 ，打开平衡阀 2 和进气阀。抽气降压至液体沸腾，此时 AB弯管内的空气不断随蒸气经 C 管逸出，如此沸腾 3 分钟，可认为空气被排除干净。
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液体饱和蒸气压的测量五、实验步骤
4 、饱和蒸气压的测定 排净空气，且体系温度恒定后，关闭平衡阀 2 和进气阀。打开平衡阀 1 缓缓放入空气（切不可太快，以免空气倒灌入 AB弯管中，如果发生空气倒灌，则须重新排除空气 ) ，直至 B 管、 C 管中液面平齐，关闭平衡阀 1 ，记录温度与压力计读数（如果放入空气过多， C 管中液面低于 B 管的液面，须小心打开平衡阀 2 调平齐）。 然后，将恒温槽温度升高 3℃～ 5℃，因温度升高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不断沸腾。为了避免 B 、 C 管中液体大量蒸发，应随时打开平衡阀 1 缓缓放入少量空气，使 C 管中气泡不冒出，空气不进入。体系温度恒定后，调整平衡阀 1 和平衡阀 2 使 B 、 C 管液面平齐，记录温度和压差。然后依次每升高 3℃，测定一次压差，总共测 7 ～ 8 个值。
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
液体饱和蒸气压的测量
六、数据记录及处理（一）数据记录
实验者 实验时间 室温 大气压： 实验前 实验后
不同温度下水饱和蒸气压的测定温度 /℃ 温度 /K 大气压 / kpa 表压 / kpa 蒸气压 / pa
40
43
46
49
52
55
58
61
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
六、数据记录及处理（二）数据处理
1 、由上表数据绘制蒸气压 p 对温度 T 的曲线（ p-T 图） 2 、从 p-T曲线图中均匀读取 10 个点，列出相应的数据表，绘制出 ln
p-1/T 直线图，求出直线的斜率，由斜率算出水在此温度下的平均摩尔汽化焓，由曲线求得水的沸点。
液体饱和蒸气压的测量
物理化学实验物理化学实验（（ EXPERIMENTS OF EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
七、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 、在操作过程中要防止空气倒灌，一旦倒灌必须重新排气。
液体饱和蒸气压的测量
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七、思考题
1 、为什么 AB弯管中的空气要排除净，怎样操作，怎样防止空气倒灌 ?
如果空气未被抽净，所测定的蒸气压与标准值相比，是偏大还偏是小？（如果空气未抽净，等压计内存有一定量的空气，所测量的蒸气压值偏高）。2 、压力计所读数值是否是纯水的饱和蒸气压 ? 3 、如果测定乙醇水溶液的蒸气压，本实验的方法是否适用？
液体饱和蒸气压的测量
