纯液体饱和蒸气压的测量

基础物理化学实验

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1 明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平 衡的概念。

2 认识纯液体饱和蒸气压和温度的关系—克劳修斯 - 克拉贝龙方程。

3 掌握一种测定纯液体饱和蒸气压的方法。 4 学会用图解法求被测液体的平均摩尔气化

热与正常沸点。

Ⅰ 实验目的

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1 饱和蒸气压 : 在一定温度下，与纯液体处于平衡状态（动态平衡）时的蒸气压力。

Ⅱ 实验原理

2 克劳修斯 - 克拉贝龙方程：液体的饱和蒸气压与温度的关系式：

dTRT

H

p

pd mV

2

*

ln

p*为纯液体在温度 T 时的饱和蒸气压；△ VHm 为纯液体摩尔气化热。

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克劳修斯 - 克拉贝龙方程的积分式：（当温度变化不大）

平均摩尔气化热：由直线斜率求得。

液体的正常沸点：由图外推到外压为 1 个标准大气压时的温度。

（积分常数）CRT

H

p

p mV

*

ln

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3 静态法：将被测纯液体放在密闭的体系中，抽出体系中的空气，直接测量不同温度下液体的饱和蒸气压。

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Ⅲ 实验步骤

1 实验装置示意图

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2 实验流程

熟悉真空系统各个部件的功能 → 开启冷却水 → 检查系统是否漏气 → 在 25～ 65℃ 温度范围内测量 9 组乙醇的 p-T 数据 → 实验结束 → 数据处理，撰写实验报告。

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3 真空泵的使用方法 a 打开真空泵三通活塞及调节旋纽，使其

通 向大气（为什么？）

b 关闭放空阀、缓慢旋转三通活塞，使真空泵与体系相通，注意观察真空计读数变化使系统减压不宜过快（为什么？）

c 当真空表读数为 -90kPa左右时关闭真空泵三通活塞；（注意：若数分钟内真空表读数维持不变，则表明系统不漏气）。

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4 饱和蒸气压的测量

将真空表单位调至“ kPa”。缓慢旋转调节旋钮，使液封 U 型管两侧液面相平（严防空气倒灌），此时真空表的读数即为系统的真空度。

升高 3 ～ 5℃ 并恒温，测量 9 组不同温度下的饱和蒸气压。

提问：每次升高温度后，是否需要再次抽真空？

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5 实验结束

实验完毕，缓慢打开放空旋纽，使系统通大气，然后关真空泵电源（关真空泵电源之前确保放空旋纽已打开），关冷却水。

提问：操作顺序若颠倒会出现什么现象？

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Ⅳ 实验总结1 数据处理

)1

~(ln*

Tp

p (2) 用 Excell绘图

⑴ 计算不同温度下的饱和蒸气压

⑶ 由直线斜率计算平均摩尔气化热

⑷ 由直线外推至标准大气压，求算样品的正常沸点。

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⑴ 本实验我们采用从低温向高温测量，可避免从高温向低温测量过程中因降温使饱和蒸气压降低而引起空气倒灌，整个实验过程中若进气调节不出现失误，一次抽真空即可完成，操作简便。另外，我们对比了从高温向低温的测量结果，二者没有明显差异（文献 2 ）。

⑵ 查文献，计算的平均摩尔气化热和样品的正常沸点，与文献值比较，判断实验结果的准确程度。

2 讨论

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1 静态法适用于测定蒸气压较大的各种液体的饱和蒸气压。测定纯液体饱和蒸气压的方法除静态法外，还有动态法，如饱和气流法等。动态法适用于测定蒸气压较小的液体的饱和蒸气压。

2 液体的饱和蒸气压是非常重要的物性数据，表示液体挥发的难易程度。对石油、化工的科研和生产具有重要的意义。

Ⅴ 实验延伸

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1 复旦大学等编 物理化学实验（第三版） . 北京：高等教育出版社， 2005

2 岳可芬，高全昌，袁宏安 . 静态法测定乙醇饱和蒸气压之探究 . 高校化学教学成果撷英， 2000， 9 ， 434-435

Ⅵ 参考文献