物化实验液体饱和蒸汽压的测定.doc

实验五液体饱和蒸汽压的测定一、 实验目的与要求：对液体饱和蒸汽系作实验上的研究根据建立起的经验方程式，求算液体的平均摩尔汽化热 饱和蒸汽压与温度的关系二、 预习要求：1. 明确蒸气压、止常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的棊本原理2. 了解真空泵、气压计的使用及注意事项3. 了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制三、 实验原理：在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压 蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热它们的关系可用克拉贝 龙〜克劳修斯方程表示：dlnp/dTt=AvapHm/RT2 (1)AHm：摩尔汽化热(J・m(『) R：气体常数(8.314J・mof' • K_1)若温度改变的区间不大，Ah nJ视为为常数(实际上AH与温度有关)积分上式得：lnp=A -AHm/RT (2)或 logP二A-B/T (3)常数 A二A' /2. 303 , B= A vapHm/2. 303RT ⑶式表明logP与1/T有线性关系作图可得一宜线，斜率为一B因此可得实验温度范 围内液体的平均摩尔汽化热A Hmo△ Hm=2. 303RB (4)当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸 点。

在图上，也可以求出液体的正常沸点液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种:1. 静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力2. 动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点3. 饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使Z能被液体的蒸汽所饱 和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压本实验利用笫二种方法此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡只要测得在 不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压四、 仪器和药品：液体饱和蒸汽测定仪1套，抽气泵1台，福廷式压力计1支，加热电炉1个，搅拌马达 1台，l/10°C温度计2支五、 装置简介：图1中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连冷凝管与U形压力136减斥部分4计6和缓冲瓶7相接在缓冲瓶7和安全瓶11 Z间，接一活塞9,用来调节测量体系的压 力安全瓶中的负压通过真空泵抽真空来实现安全瓶和真空泵之间有一三通阀，通过它可 以正确地操作真空泵的启动和关闭A球中装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体 的蒸汽，并几当B管与C管的液面处于同一水平时，表示B管液而上的蒸汽压（即A球面 上的蒸汽压）与加在C管液面上的外压相等此时体系汽液两和平衡的温度称为液体在此 外压下的沸点。

用当时读得的人气压减去压差计两水银林的高度差，即为该温度下液体的饱 和蒸汽压平衡部分压力计图1纯液体饱和蒸汽压测定装置图1-盛水大烧杯；2-温度计（分度值为0.1° ）； 3-搅拌；4-平衡管；5-冷凝管；6-开口 U 形水银压力计；7-具有保护罩的缓冲瓶；8-进气活塞；9-抽气活塞:10-放空活塞:11-安全 瓶；12、13 ■橡皮管；14 ■三通活塞六、实验步骤：1. 熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日人气压2. 取下平衡管4,洗净、烘T,装入待测液使A球内有2/3体积的液体并在B, C管中 也加入适量液体，将平衡管接在冷凝管的下端平衡管中液体的装法有两种：一是把A管烘烤，赶走空气，迅速在C管中加入液体，冷却A管，把液体吸入二是将C 管中加入液体，将平衡管与一水泵相连接，抽气，并突然与水泵断开，让C管的水流入A 管3. 系统检漏：管闭活塞8和9,将三通活塞14旋转至与大气相通，关闭活塞10,插上真空 泵电源，启动真空泵，将活塞14再转至与安全瓶11和通，抽气5分钟，再将活塞14旋至 与大气相通，拔掉真空泵电源，停止抽气这样做是为了防止真空泵汕倒吸。

用活塞9调节 缓冲瓶的真空度，使U形压力计两臂水银柱高低差为2—40毫米，关闭活塞9仔细观察 压力计两臂的高度，在10分钟内不变化，证明不漏气，可开始做实验否则应该认真检查 各接口，直到不漏气为止4. 不同温度下液体饱和蒸汽压的测定：A. 将平衡管浸入盛有蒸镉水的大烧杯中，并使其全部浸没在液体中插上电炉加热，同时 开冷却水，开启搅拌马达，使水浴中的水温度均匀B. 关闭活塞9,使活塞8与大气相通此时平衡管，压力计，缓冲瓶处于开放状态将活 塞14通大气，插真空泵电源抽气，把活塞14旋转至与安全瓶相通，抽5分钟，再将活塞 14通大气拔下电源，此时安全瓶内为负压，待用C. 随着水浴中液体的温度的不断升高，A球上面的待测液体的蒸汽压逐渐增加，使C管中 逐渐冇气泡逸出木实验所测的液体为纯净的水，所以待测水浴中的水沸腾后仍盂继续煮沸 5・10分钟，把A球中的空气充分赶净，使待测水上血全部为纯液体的蒸汽停止加热，让 水浴温度在搅拌中缓缓下降，C管中的气泡逐渐减少直至消失，液血开始下降，B管液血开 始上升，认真注视两管液而，一旦处于同一水平，立即读取此时的温度这个温度便是实验 人气压条件下液体的沸点D. 关闭活塞8,用活塞9调节缓冲瓶7中的真空度，从而降低平衡管上端的外压，U形压 力计两水银柱相差约40mm左右,这吋A管中的待测液又开始沸腾，C管中的液面高于B 管的液血，并有气泡很快逸出，随著温度的不断下降，气泡慢慢消失，B管液血慢慢升高， 在B、C两管液面相平时，说明A、B之间的蒸汽压与外压相等。

立即记卜•此时的温度和U 形压力计上的读数此时的温度即外压为人气压减去两汞柱差的情况下液体的沸点继续用活塞9调节缓冲瓶的压力，体系产生新的沸腾，再次测量蒸汽压与外压平衡时的温度, 反复多次，约10个点温度控制在80° C以上，压差计的水银柱相差约400mm左右为止 为了测量的准确性，可将缓冲瓶放空，重新加热，按上述步骤继续垂复测量两次实验结束时，再读取大气压，把两次记录的值取平均七、 实验注意事项：1. 平衡管A管和B管Z间的空气必须赶净2. 抽气和放气的速度不能太快，以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管3. 读数时应同时读取温度和压差4. 使用真空泵时的注意事项使用真空泵时，特别是关真空泵时，一定要防止真空泵中的真空汕被吸入人真空瓶中去，要 保证真空泵的出口连通人气时才能关真空泵就本实验而言，要保证大真空瓶上的三通活塞 处于“丄”状态时才能切断真空泵的电源八、 数据记录及处理：1. 口行设计实验数据记录表格，正确记录全套原始数据并填入演算结果2. 以测得的蒸汽压对温度T作图3. 由P-T |11|线均匀读取10个点，列出相应的数据表，然后给出对的直线图，由直线斜率 计算出被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热。

4. 由曲线求得待测液体的正常沸点，并与文献值比较。