液体饱和蒸气的测定

液体饱和蒸气的测定第一页，共三十页，2022年，8月28日实验目的

1.明确液体饱和蒸气压的定义，了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。

2.掌握用静态法测定纯液体在不同温度下饱和蒸气压的方法，并通过实验求出所测温度范围的平均摩尔汽化热。

3.熟悉和掌握真空泵和恒温槽的使用。第二页，共三十页，2022年，8月28日实验原理

在一定的温度下，纯液体与其气相达成平衡时蒸气的压力，称为该温度下液体的饱和蒸气压。液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度等因素有关。纯液体的饱和蒸气压是随温度而改变，当温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，则蒸气压减小。当蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾。我们把外压为101.325kPa的沸腾温度定义为液体的正常沸点。第三页，共三十页，2022年，8月28日

对于任何纯物质的气液两相平衡体系，体系的温度Ｔ与饱和蒸气压Ｐ的关系符合克拉贝龙方程式（Clapeyronequation)，即

式中：ΔvapH为该液体的蒸发热；

ΔvapV为（Vg-Vl）即液相转化为气相的体积差；第四页，共三十页，2022年，8月28日

因为Vg大大于Vl，所以，Vl可忽略不计。并假设蒸气为理想气体，且当n=1mol时，那么第五页，共三十页，2022年，8月28日式中：P----液体饱和蒸气压，Pa；

T----温度，K；

R----气体常数，8.315J/K·mol；

ΔvapHm----摩尔蒸发热，J/mol第六页，共三十页，2022年，8月28日

作关系直线,

其斜率k为截距为平均摩尔蒸发热ΔvapHm即可求得。当P=101.324kPa、k、C代入上式，即求得正常沸点温度T。第七页，共三十页，2022年，8月28日测定饱和蒸气压常用的方法：

1.动态法：常用的有饱和气流法，即通过一定体积的已被待测溶液所饱和的气流，用某物质完全吸收。然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸气的分压力。

2.静态法：把待测物质放在一个封闭体系中，在不同的温度下，直接测量蒸气压或在不同外压下测定流体的沸点。

本实验采用静态法。第八页，共三十页，2022年，8月28日药品仪器1.2XZ型旋片式真空泵；2.DP-AF型精密数字（真空）压力计；3.SYP-II型玻璃恒温水浴；4.1/10刻度玻璃温度计；5.平衡管、缓冲瓶；6.苯（AR）；7.等等。第九页，共三十页，2022年，8月28日2XZ型旋片式真空泵第十页，共三十页，2022年，8月28日磁力加热搅拌器第十一页，共三十页，2022年，8月28日实验步骤熟悉实验装置及抽气流程检查平衡管中苯的量是否符合要求打开平衡管的冷凝水检查系统是否漏气确定温度恒温后开始抽气放气平衡读取数据温度调高2-3℃重复5-6步，测8-10点数据第十二页，共三十页，2022年，8月28日1.熟悉实验装置及抽气流程第十三页，共三十页，2022年，8月28日2.检查平衡管中苯的量是否符合要求（1）平衡管A球中苯液面高于2/3，U形管中苯液面有1/2高，即能满足实验要求。（2）不满足上述要求，即需重新补加苯的量，至满足要求为止。（3）如果平衡管中有异物或有颜色（苯为无色），需倒出原液体，用苯清洗平衡管，然后装苯至满足要求为止。第十四页，共三十页，2022年，8月28日3.打开平衡管的冷凝水

实验前先打开平衡管的冷凝水，流量适量即可。（为什么实验前要先打开平衡管的冷凝水？）第十五页，共三十页，2022年，8月28日4.检查系统是否漏气（1）首先熟悉抽气系统及活塞3（起始处关闭状态）的操作；（2）启动真空泵，缓慢调节活塞3（以Ｕ形管中的气泡速度适中为准）抽气至60KPa左右，之后关闭活塞3；（3）打开秒表，5min后，观测前后压力变化是否超过100Pa，如果没有即可进入实验阶段，如果超过即检查各接口，然后重新抽气检查。第十六页，共三十页，2022年，8月28日5.确定温度，恒温后开始抽气（1）调节接触温度计，确定起始温度（比水温高1-2℃即可），同时启动磁力搅拌器；（2）恒温后，启动真空泵，调节活塞3，保持Ｕ形管中的气泡速度适中即可（为什么？）；（3）气泡速度过快，却调节活塞3，缓慢放点空气抑制气泡速度过快（为什么？）；（4）连续抽气20min后，却调节活塞3，缓慢放点空气，使Ｕ形管中的苯左右平衡，即记下压力和温度；第十七页，共三十页，2022年，8月28日6.放气平衡读取数据连续抽气20min后，却可调节活塞3，缓慢放点空气，使Ｕ形管中的苯左右平衡，同时记下压力和温度；第十八页，共三十页，2022年，8月28日7.调温，重复5-6步实验（1）调节接触温度计，温度调高2-3℃，加热至恒温（加热过程中，为什么不能同时抽气？）；（2）重复5-6步，测8-10点数据；（3）实验结束，先关闭真空泵，调节活塞3缓慢放气，至常压后再关闭其它开关。第十九页，共三十页，2022年，8月28日实验数据记录实验日期：

；室温：

℃；气压：

kPa温度t(℃)气压P(kPa)第二十页，共三十页，2022年，8月28日数据处理1.计算lnp、T-1，p单位为Pa,T=273.15+t,lnp取至小数点后第三位，T-1取四位有效数字（附表）。2.作lnp--T-1关系直线图，计算直线斜率k（附图）；3.计算苯的平均摩尔蒸发热ΔvapHm；4.确定直线截距C；5.计算标准压力下苯的正常沸点Tb。第二十一页，共三十页，2022年，8月28日附表：T(K)T-1lnpp单位为kPa，T=273.15+t第二十二页，共三十页，2022年，8月28日x1x20y1y2ABT-1(1/K)lnP(kPa)lnp--T-1关系直线图第二十三页，共三十页，2022年，8月28日苯的平均摩尔蒸发热ΔvapHm第二十四页，共三十页，2022年，8月28日确定直线截距C取任意一点（lnp和T-1），代入上式即求出C值。第二十五页，共三十页，2022年，8月28日标准压力下苯的正常沸点Tb取标准压力（p=101.325KPa）代入下式，即可求出苯的正常沸点Tb值。第二十六页，共三十页，2022年，8月28日文献值：苯在标准压力下，正常沸点Tb=80.10℃

平均摩尔蒸发热ΔvapHm=30.765KJ/mol

要求:logp~T-1线性关系的相关系效r≥0.999。在实验温度范围内得出平均摩尔蒸发热和正常沸点与文献值对照，其相对误差应在±2％以内。第二十七页，共三十页，2022年，8月28日实验结果与讨论⑴结果：实测值为Tb=

ΔvapHm=⑵计算实验偏差：⑶分析产生偏差的原因：⑷有何建议与想法？第二十八页，共三十页，2022年，8月28日注意事项：1.检查球形、Ｕ形管中苯的量是否符合要求；2.检查系统是否漏气：抽至压力小于60kPa以下；3.利用3阀控制Ｕ形管中气泡上升的速度；4.加热时，请不要抽气；5.实验结束后，向平衡管通入大气时的速度也要缓慢。第二十九页，共三十页，2022年，8月28日思考题1.静态法测蒸