實驗名稱：液體飽和蒸汽壓的測定
報告人：曾輝實驗時間2023年05月04日
一、實驗目的：
（1）明確液體飽和蒸汽壓的定義，熟悉純液體的飽和蒸汽壓與溫度的關係，即克勞休斯-克拉貝農方程。
（2）了解靜態法測定液體飽和蒸汽壓的原理。
（3）學習用**法求解被測液體在試驗溫度範圍內的平均摩爾蒸發焓與正常沸點。
二、實驗原理：
1、熱力學原理
在遠低於液體臨界溫度下，處於密閉的真空容器中的液體，一些動能較大的液體分子可從液相進入氣相，而動能較小的蒸汽分子因碰撞而凝結成液相，當這兩個過程的速度相等時，氣液兩相建立動態平衡，此時液面上的蒸汽壓力就是該溫度下該液體的飽和蒸汽壓，簡稱為蒸汽壓。蒸發1mol液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾蒸發焓，用δvaph*m表示。
純液體的蒸氣壓隨溫度的變化而變化，當溫度公升高，分子運動加劇，更多的高動能分子由液相進入氣相，因而蒸氣壓增大；反之，溫度降低，則蒸氣壓減小。當蒸氣壓等於外界壓力時，液體更沸騰，此時的溫度稱為沸點，所以，外壓不同時，液體的沸點也不同，當外壓為101.325kpa時，液體的沸點稱為該液體的正常沸點。
液體的飽和蒸氣壓與溫度的關係用克勞休斯-克拉貝農方程式表示為
dlnp/dt=δvaph*m/rt21)
式中，r為摩爾氣體常數；t為熱力學溫度；δvaph*m為在溫度t時純液體的摩爾蒸發焓。
若在實驗溫度範圍內將δvaph*m視為常數，對式（1）積分的：
lnp=-δvaph*m/rt+c2)
其中c為積分常數。可以看出，實驗測量出液體在一系列溫度之下的飽和蒸氣壓，以lnp對1/t作圖，得一直線，直線的斜率為由斜率可求算液體的δvaph*m。
2、實驗方法
靜態法是將待測物質放在乙個密閉的系統中，在不同溫度下直接測量其飽和蒸氣壓。通常是用平衡管（又稱等位計）進行測定。 平衡管由乙個球管與乙個u形管連線而成（如圖1（b）所示），待測物質置於球管a內，u形管中也放置被測液體，將平衡管和抽氣系統、壓力計連線，在一定溫度下，當u形管中的液面在同一水平時（b,c處），表明u形管兩臂液面上方的壓力相等，即ab段的蒸氣壓與c到壓力計的壓力相等，記下此時的溫度和壓力，則壓力計的示值就是該溫度下液體的飽和蒸氣壓，或者說，所測溫度就是該壓力下的沸點。
可見，利用平衡管可以獲得並保持系統中為純試樣時的飽和蒸氣，u形管中的液體起液封和平衡指示作用。
ab)圖1、液體飽和蒸氣壓測定裝置圖
1-平衡管；2-攪拌器；3-溫度計；4-恆溫水浴
靜態法常用於易揮發液體飽和蒸氣壓的測量，也可用於固體加熱分解的平衡壓力的測量。
三、儀器和試劑：
恆溫水浴；平衡管，溫度計，冷凝管，真空幫浦，數字式低真空測壓儀；無水乙醇，
四、實驗步驟
1、安裝儀器
將待測液體（本實驗為無水乙醇）裝入平衡管，a球內約佔4/5體積額，此時u形管內不能有液體。再按圖1裝妥各部分。
2、抽真空、系統檢漏
如圖1所示，將進氣閥、閥2開啟，閥1關閉。開動真空幫浦，抽氣減壓至壓力計顯示壓差為-80kpa時關閉進氣閥和閥2，使系統與真空幫浦、大氣皆不相同。觀察壓力計的示數，如果壓力計示數能在3-5min內維持不變，則表明系統不漏氣；否則應逐段檢查，排除漏氣原因。
3、排除ab彎管空間內的空氣和形成液封
讀出當日大氣壓力。開啟閥1，將系統接通大氣，接通冷凝水，恆溫槽溫度調節至此大氣壓下待測液沸點高3-5℃，是液體輕微沸騰，此時ab彎管內的空氣不斷隨蒸氣經c管逸出，如此沸騰3-5min，可認為空氣被排除乾淨，停止加熱，關閉閥1。
4、乙醇飽和蒸氣壓的測定
隨著系統溫度逐漸下降，氣泡逸出逐漸減慢。當溫度降低到一定程度時，氣泡逐漸消失，ab管內壓力逐漸降低，b管液面開始上公升，同時c管液面下降。當b,c兩管的液面達到同一水平面時，立即記錄此時的溫度和壓力，並開啟閥2，使測量系統的壓力減小5-7kpa（此步要快，否則空氣會進入a球，實驗需要重做），液體將重新沸騰，又有氣泡從平衡管冒出，關閉閥2，繼續降低水溫。
當溫度降到一定程度時，b,c液面又處於同一水平面，記錄此時的溫度及壓力計讀數。
重複上述操作，每次使系統減壓5-7kpa，共測8組資料。
實驗完畢後必須使系統和真空幫浦與大氣相通才能關閉真空幫浦。
五、資料處理：
（1）資料記錄(2
的（2)以lnp對1/t作圖，求出直線斜率，並由斜率算出此溫度範圍內液體的平均摩爾汽化熱△vaphm 。
△ vaphm=4990×r×10-3=41.49kj
六、注意事項:
(1)預習時應該讀懂各個閥門的作用及氣路連線。
(2)實驗前應檢查並保證體系不漏氣。
(3)減壓速度要適合，必須防止平衡管內液體沸騰過於劇烈，致使管內液體快速蒸發。
(4)實驗過程中，必須充分排盡ab彎管空間中的全部空氣，使b管液面上方只含液體的蒸汽分子。平衡管必須放置於恆溫水欲中的水面以下，否則其溫度與水溫不同。
七、思考題:
（1）為什麼ab彎管中的空氣要乾淨？怎樣操作？怎樣防止空氣倒灌？
答: ab彎管空間內的壓力包括兩部分：一是待測液的蒸氣壓;另一部分是空氣的壓力。
測定時，必須將其中的空氣排除後，才能保證b管液面上的壓力為液體的蒸氣壓；將水浴溫度公升高到85°c沸騰3分鐘即可；檢漏之後要關閉閥1，防止外界空氣進入緩衝氣體罐內。
（2）本實驗方法能否用於測定溶液的飽和蒸氣壓？為什麼？
答：溶液不是純淨物，其沸點不穩定，實驗操作過程中很難判斷是否已達到其沸點。
（3）為什麼實驗完畢以後必須使系統和真空幫浦與大氣相通才能關閉真空幫浦？
答：如果不與大氣相通，球管內的液體可能會被吸入到緩衝儲氣罐。
（4）如果用公升溫法測定乙醇的飽和蒸汽壓，用該實驗裝置是否可行？若行，如何操作？
答：公升溫法可行。先開啟閥2，關閉閥1，使儲氣管內壓強達-50kpa左右，關閉閥2，溫度每公升高3-5°c，開啟閥1，增大壓強使球形管內液面相平
（5）將所測摩爾汽化熱與文獻值相比較，結果如何？
答：由於當地大氣壓及實驗誤差，結果將偏小。
（6）產生誤差的原因有哪些？
答：當地大氣壓、判斷液面是否相平的標準、液面相平時資料的採集都會對實驗結果造成影響。
八、實驗總結
這是我們最後一次物化實驗，這是乙個關於液體飽和蒸氣壓的測定的實驗，在本次實驗中，我們本著團結、協作的合作態度，一起在實驗中同心協力的克服了各種困難，在實驗中，我知曉了我們需要合作和同心才能解決一期實驗中的所有困難。
液體飽和蒸汽壓的測定 實驗報告
姓名班級實驗日期 2015年9月28日 學號交報告日期2015年10月12日 1.學習和掌握用靜態法測定液體在不同溫度下的飽和蒸汽壓。2.加深對克拉佩龍 克勞修斯方程的認識和理解。二 實驗原理 在溫度t下的真空密閉容器中，當液體分子從表面蒸發逃逸和蒸汽分子向液面凝結的速度相等時，我們就認為液體和它的...
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