液体饱和蒸汽压的测定乙醇

Kpa pln宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 化工112 姓名 刘雨燕 序号 11402010243 同组姓名 赵应松 季森策 指导老师 付志强 姚利辉 实验日期 2012、3、22实验名称 实验二 液体饱和蒸汽压的测定一、 实验目的1．掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压；2．学会用图解法求乙醇在实验温度范围的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。

二、 实验原理在一定温度下，液体与其蒸气达到平衡时蒸气的压力，称为这种液体在该温度下的饱和蒸气压（简称蒸气压）。

液体的蒸气压的大小与液体的种类及温度有关，它与温度的关系可以用克劳修斯—克拉贝龙（Clausius-Clapeyron ）方程来表示：设蒸汽为理想气体，在实验温度范围内摩尔蒸发焓可视为常数，并略去液体的体积，将上式积分可得到克劳修斯—克拉佩龙方程式中：C 为积分常数。

由上式可知以对作图的一直线，由直线斜率可以求得所测温度范围内的平均摩尔蒸发焓Δvap H m 。

当外压为101.325kPa 时，液体的蒸气压与外压相等时的温度成为液体的正常沸点。

本实验采用静态法测量异丙醇在不同温度下的蒸汽压。

静态法是在一定的温度下，调节外压以平衡液体的蒸汽压，求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸mmvap V T H dT dp ∆∆=C TR H Pa Pm vap +∙∆-=1lnm vap H ∆K T 1汽压。

实验装置图如下：三、实验仪器、试剂仪器：DPCY-2C型饱和蒸汽压数字教学实验仪一套，HK-1D型恒温水槽一套，WYB-1型真空稳压包两个，稳压瓶一个，安全瓶一个。

试剂：无水乙醇（A.R）.四、实验步骤1．读取室温及大气压。

2．将等位计内装有适量的待测无水乙醇，底部球管约2/3体积，U型管两边各1/2体积。

3．教学实验仪器调零。

4．除了真空泵前的安全活塞同大气外，其余活塞都关上，接通真空泵电源，关闭与真空泵连接的安全瓶活塞，开始抽真空。

物理化学实验报告实验名称：液体饱和蒸气压的测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：日期：一、实验目的1、掌握用等位计测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。

2、学会用图解法求乙醇在实验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。

二、实验原理1、纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝龙方程来表示：dp/dT =△vapHm /T△V m（1）将（1）式积分得克劳修斯-克拉贝龙方程：㏑(P/Pa) = (-△vapHm /R)×(1/T)+ C （2）由（2）式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸气压p，以ln（p/[p]）对1/T作图，得一直线，求得直线的斜率m和截距C，则乙醇的平均摩尔蒸发焓为：△vapHm =-m×R×[△H]/[R] (3)3、习惯上把液体的蒸气压等于101.325kPa时的沸腾温度定义为液体的正常沸点，由（2）式还可以求乙醇的正常沸点。

本实验采用静态法直接测定乙醇在一定温度下的蒸气压。

三、实验仪器与试剂1、主要仪器：DPCY-2型饱和蒸汽压教学实验仪一套，HK-1D型恒温水槽一套，WYB-1型真空稳压包一个，稳压瓶一个，安全瓶一个。

2、主要试剂：无水乙醇（A.R）。

四、实验装置图DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板五、实验步骤1、读取并记录下室温和大气压。

2、装样：从加样口加2/3体积的无水乙醇,并在U型管内装入一定体积的无水乙醇.3、教学实验仪置零：打开教学实验仪电源,预热5分钟,选择开关打到kPa,按下板上的置零键，显示值为00.00数值。

4、系统气密性检查：除真空泵前的安全活塞通大气外，其余活塞都关上，抽真空4~5分钟，关闭三通活塞，若数字压力计上的数字基本不变，表明系统不漏气，可进行下步实验否则应逐段检查，消除漏气因素。

5、排除球管上方空间内空气：用WYB-1型真空稳压包控制抽气速度，抽气减压气泡逸出的速度以一个一个地溢出为宜至液体轻微沸腾3~5分钟，压力显示约-94kPa。

液体饱和蒸气压的测定 1. 实验目的（要求）(1) 掌握等压管测定液体饱和蒸气压的原理和方法。

(2) 了解蒸气压的概念和影响因素。

(3) 学会应用克－克方程，求得乙醇的摩尔气化热。

(4) 学会温度计露出校正方法。

2. 实验原理（概要）在一定温度下，纯液体与其蒸气达到相平衡状态时的压力，称为该液体在此温度下的饱和蒸气压。

液体的饱和蒸气压与液体的本性及温度等因素有关，纯液体饱和蒸气压随温度上升而增加。

根据热力学理论可以导出饱和蒸气压与温度的关系式，此式称克拉贝龙－克劳修斯方程，简称克－克方程。

其微分式如下：2mvap d ln d RTH T p ∆= （S20-1）式中p 为纯液体饱和蒸气压，T 为绝对温度，△vap H m 为液体的摩尔气化热，R 为通用气体常数。

当上述各物理量用SI 制单位时，R ＝ 8.314 J ּmol －1ּK －1。

在一定外压下，纯液体与其蒸气达到气液平衡时的温度称为沸点。

因此，克-克方程也表示纯液体的外压p 与沸点T 的关系。

在101325 Pa 的外压下，纯液体的沸点称为正常沸点。

纯液体的气化热随温度上升而降低。

通常温度下，气化热随温度变化较小，在临界温度附近，气化热急剧下降。

在临界温度时，纯物质气化热为零。

当远离临界温度，而且温度变化较小时，气化热△vap H m 可视为常数。

对式（S20－1）不定积分，得：C TR H p +⋅∆-=1ln m vap（S20-2）式中，C 为不定积分常数。

由此式可知，ln p 与1/T 成直线关系。

以1n p 与1/T 的实验值作图，应得直线，若直线斜率为m ，则：△vap H m ＝ - mR（S20-3）此△vap H m 为实验温度范围内的平均摩尔气化热。

根据热力学推导，液体气化热与温度的关系式为：)l ()g ()(m p,m p,mvap C C TH -=∂∆∂（S20-4）式中，C p,m （g ）及C p,m （l ） 分别为纯物质饱和蒸气及饱和液体的恒压摩尔热容。

物理化学实验实验报告专业化学工程与工艺班级学号姓名RH m m vap 303.2∆-=由此即可求得摩尔气化热 △vap Hm 。

测定液体饱和蒸气压的方法有以下三种。

①静态法。

在某一温度下直接测量饱和蒸气压。

②动态法。

在不同外界压力下测定其沸点。

③饱和气流法。

使干燥的惰性气流通过被测物质，并使其为被测物质所饱和，然后测定所通过的气体中被测物质蒸气的含量，就可根据分压定律算出此被测物质的饱和蒸气压。

平衡管由三根相连通的玻璃管 a 、b 和 c 組成，a 管中储存被测液体，b 和 c 中也有相同液体在底部相连。

当a 、c 管的上部纯粹是待侧液体的蒸气，而b 与c 管中的液面在同一水平时，则表示在c 管液面上的蒸气压与加在 b 管液面上的外压相等。

此时液体的温度即为体系的气液平衡温度，亦即沸点。

在一定温度下，若小球液面上方仅有被测物质的蒸气，那么在等旺管U 形管右支液面上所受到的压力就是其蒸气压。

当这个压力与等压管U 形管左支液面上的空气的压力相平衡，等压管U 形管两臂液面齐平时，就可从与等压管相接的压力计测出此温度下液体的饱和蒸气压。

仪器试剂：仪器：蒸汽压测定装置一套，真空泵一台，数字是真空计一台，冷却循环系统一套，加热磁力搅拌器一台。

试剂：无水乙醇（A.R.）参数备注：mol Kj E /50.41=真实验流程：1,按图所示连接仪器，检查气密性以确保所有接口必须严密封闭。

mol kj Rm H RH m m vap mvap /60.24)2852.1(413.8303.2303.2303.2-=-⨯⨯==∆-∆-=误差分析：%41%10050.4160.2450.41%100=⨯-=⨯-=真真测E E E E问题讨论：1. 克拉克龙方程式在什么条件下才适用？、答：在界定的温度范围内H 变化不大，可视为常数；另外对于处于非平衡的状态不能应用该方程。

2. 在开启旋塞放空气人系统内时，放得过多应如何办？实验过程中为什么要防止空气倒灌？答：必须重新排尽管内气体；管内压力包括两部分，一是待测蒸汽压，二是空气的压力，必须把空气排尽后才能得到饱和蒸汽压的压力。

液体饱和蒸汽压的测定-实验报告液体饱和蒸汽压的测定实验报告一、实验目的1、明确液体饱和蒸汽压的定义及其与温度的关系。

2、掌握静态法测定液体饱和蒸汽压的原理和方法。

3、学会使用气压计、真空泵等实验仪器。

4、通过实验数据绘制曲线，计算实验误差，并分析误差产生的原因。

二、实验原理在一定温度下，与液体处于平衡状态时的蒸汽所产生的压力称为该温度下液体的饱和蒸汽压。

当液体的饱和蒸汽压与外界压力相等时，液体就会沸腾。

静态法是在一定温度下，直接测量饱和蒸汽压与外界压力相等时的压力值。

本实验中，通过真空泵将系统中的空气抽出，使液体上方空间形成真空，然后通过调节缓冲瓶和压力计，测量不同温度下液体的饱和蒸汽压。

根据克劳修斯克拉佩龙方程：lnP ＝ΔHvap/R(1/T) ＋ C，其中 P 为饱和蒸汽压，ΔHvap 为摩尔汽化热，R 为气体常数，T 为热力学温度，C 为常数。

通过测量不同温度下的饱和蒸汽压，并以 lnP 对 1/T 作图，可得一直线，其斜率为ΔHvap/R，从而可求出液体的摩尔汽化热。

三、实验仪器与试剂仪器：饱和蒸汽压测定装置一套（包括恒温槽、真空泵、缓冲瓶、压力计等）、温度计。

试剂：乙醇（分析纯）四、实验步骤1、装置安装将恒温槽的温度调节至所需的初始温度，连接好饱和蒸汽压测定装置，确保各接口密封良好，防止漏气。

2、抽真空打开真空泵，关闭缓冲瓶与压力计之间的阀门，对系统进行抽真空。

当压力计读数接近－01MPa 时，关闭真空泵，并观察压力计读数是否稳定。

若压力计读数在一段时间内保持不变，则说明系统气密性良好。

3、测量饱和蒸汽压打开缓冲瓶与压力计之间的阀门，使乙醇液体上方空间与压力计相通。

缓慢升高恒温槽的温度，每隔一定温度间隔（如 5℃），记录一次压力计的读数。

当压力计读数稳定不变时，即为该温度下乙醇的饱和蒸汽压。

4、重复测量在不同温度下重复上述测量步骤，直至完成所需温度范围内的测量。

5、实验结束实验结束后，先关闭恒温槽电源，再关闭缓冲瓶与压力计之间的阀门，最后打开真空泵对系统进行抽气，使压力计读数恢复至零。

实验三液体饱和蒸气压的测定一、实验目的及要求1．了解用静态法测定乙醇在不同温度下蒸气压的原理，并学会用图解法求其在所测温度范围内的平均摩尔蒸发热。

2．了解真空泵、恒温槽及气压计的构造并掌握其使用方法。

二、实验原理在一定的温度下，当液体与其蒸气达平衡时蒸气的压力，称为这种液体在该温度下的饱和蒸气压（简称蒸气压）。

液体蒸气压的大小与液体的种类及温度有关，它与温度的关系可用克劳修斯—克拉贝龙（Clausius-Clapeyron）方程来表示d ln pΔvap H m───= ──── （1）dT RT 2式中：p为液体在温度T时的饱和蒸气压；T为热力学温度；Δvap H m为温度T时液体的摩尔蒸发热；R为摩尔气体常数。

在温度变化区间不大时，Δvap H m可视为常数，称为平均摩尔蒸发热。

将（1）式积分得Δvap H mlg p= —─────+ C (2)2.303RT式中：C为积分常数。

由（2）式可知，以lg p对1/T作图得一直线，由直线斜率可以求得所测温度范围内的平均摩尔蒸发热Δvap H m。

测定蒸气压的方法有静态法、动态法、饱和气流法等。

本实验采用静态法测定乙醇在不同温度下的蒸气压。

静态法是在一定的温度下，调节外压以平衡液体的蒸气压，求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。

实验装置如图1所示。

图1 测定液体饱和蒸气压装置1. 等压计；2. 搅拌器；3. 温度计；4. 冷阱；5. 低真空测压仪；6. 稳压瓶；7. 接真空泵图2 等位计结构实验时等压计1的A球中盛有被测样品乙醇，U形部分B中也装有乙醇液体，作为封闭液。

实验初始时，A球液面上方充满混合气体（空气与乙醇蒸气），当对系统抽气时，A 球液面上方的混合气体通过封闭液被不断抽走，而A球内液态乙醇不断蒸发补充，使得液面上方混合气体中空气的相对含量越来越少，直至其中的空气被全部驱尽，A球液面上的气体压力就是乙醇的蒸气压力。

当B的两管液面处于同一水平面时，记下压力测量仪上的压差值E，则用大气压力p’减去E值就等于该温度下乙醇的蒸气压p, 即p = p’ - E。

实验四 液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1．了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系，理解Clausius- Clapeyron 方程的意义； 2．掌握静态法测定不同温度下乙醇饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓；3．初步掌握真空实验技术、进一步熟悉恒温槽及气压计的使用方法。

二、实验原理饱和蒸气压：在真空容器中，液体与其蒸气建立动态平衡时（蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速率相等）液面上的蒸气压力为饱和蒸气压。

温度升高，分子运动加剧，单位时间内从液面逸出的分子数增多，所以蒸气压增大。

饱和蒸气压与温度的关系服从Clausius- Clapeyron 方程：m mVap V T H dT dp ∆∆=*（4-1）液体蒸发时要吸收热量，温度T 下，1 mol 液体蒸发所吸收的热量为该物质的摩尔气化焓。

沸点：蒸气压等于外压的温度。

显然液体沸点随外压而变，101.325kPa 下液体的沸点称正常沸点。

对包括气相的纯物质两相平衡系统，因V m （g ）≫V m (l )，故 △V m ≈V m （g ）。

若气体视为理想气体，则Clausius- Clapeyron 方程式为：2RTH p dT dp mvap *∆= （4-2）因温度范围小时，Δvap H *m 可以近似作为常数，将上式积分得：[]C RTH p p m vap +∆-=*ln （4-3）作])/[ln(p p ～1/T 图，得一直线，斜率为 RH m*vap ∆-，由斜率可求算液体的Δvap H*m 。

三、实验仪器饱和蒸气压测定有静态、动态、饱和气三种方法。

本实验采用静态法，以等压计在不同温度下测定乙醇的饱和蒸气压。

实验仪器见图4-4，包括恒温水浴；等压1－不锈钢真空包；2－抽气阀；3－真空包抽气阀；4－进气阀；5－DP-A 数字压力表；6－玻璃恒温水浴；7－温度计；8－等压计；9－试样球；10－冷凝管；11－真空橡皮管；12－加样口计；数字压力计；真空泵及附件。