温州大学：材料工程实验教案（现代物理化学实验PPT）实验7 饱和蒸气压的测定

纯液体饱和蒸气压的测定静态法李国良物理化学研究所

纯液体饱和蒸气压的测定 ——静态法 李 国 良 物理化学研究所

一、实验目的>明确纯液体饱和蒸气压的概念及其与温度的关系，加深对克一克的理解。>掌握静态法测定纯液体饱和蒸气压的原理及方法，学会用图解法求纯液体的平均摩尔气化热和正常沸点>了解数字式低真空测压仪，熟悉常用气压计的使用及校正方法，初步掌握真空实验技术

一、实验目的 ➢掌握静态法测定纯液体饱和蒸气压的原理 及方法，学会用图解法求纯液体的平均摩 尔气化热和正常沸点。 ➢明确纯液体饱和蒸气压的概念及其与温度 的关系，加深对克－克的理解。 ➢了解数字式低真空测压仪，熟悉常用气压 计的使用及校正方法，初步掌握真空实验 技术

一、实验原理>在一定温度下，纯液体与其自身的蒸气达到气液平衡时，蒸气的压力称为该温度下该液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压>蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下该液体的摩尔气化热>当液体的饱和蒸气压等于外界压力时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点当外压为一个标准大气压时，液体的沸点称为正常沸点

二、实验原理 ➢在一定温度下，纯液体与其自身的蒸气达 到气液平衡时，蒸气的压力称为该温度下 该液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。 ➢蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下 该液体的摩尔气化热。 ➢当液体的饱和蒸气压等于外界压力时，液 体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点。 当外压为一个标准大气压时，液体的沸点 称为正常沸点

一、实验原理将蒸气视为理想气体，饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯一克拉贝龙方程式表示AHd n pmvap2RTdTT为热力学绝对温度，K p为纯液体在温度T时的饱和蒸气压，Pa△yoHm为纯液体在温度T时的摩尔气化热，J·mol-。R为摩尔气体常数，8.314 J·mol-1.K-

二、实验原理 • T为热力学绝对温度，K 2 ln RT H dT d p vap m = 将蒸气视为理想气体，饱和蒸气压与温度的关系可用 克劳修斯－克拉贝龙方程式表示: • p为纯液体在温度T时的饱和蒸气压，Pa • △vapHm为纯液体在温度T时的摩尔气化热，J·mol-1 • R为摩尔气体常数，8.314 J·mol-1·K-1

二、实验原理HA做1mvapIn p=+cRTH-△mvapm =R△H.=-R.mvap

二、实验原理 c R T H p vap m  + −  = 1 ln R H m − vap m = vapHm = −R  m

一、实验原理测定液体饱和蒸气压的方法主要有三种：，静态法在某一温度下将被测液体放在一个密闭的体系中直接测量其饱和蒸气压。此法一般适用于蒸气压比较大的液体。本实验采用静态法测定纯水的饱和蒸气压动态法利用当液体的蒸气压与外压相等时液体沸腾的原理，测定液体在不同外压时的沸点，从而求出不同温度下的蒸气压。此法对温度控制要求不高，对于沸点较低的液体，用此法测定蒸气压与温度关系是比较好的。饱和气流法在一定温度和压力下通过一定体积已被待测液体所饱和的气流，用某物质完全吸收，然后称量吸收物质增加的重量，便可计算蒸气的分压，即该温度下被测液体的饱和蒸气压。此法一般适用于蒸气压比较小的液体

二、实验原理 • 静态法 在某一温度下将被测液体放在一个密闭的体系中， 直接测量其饱和蒸气压。此法一般适用于蒸气压比较大的 液体。本实验采用静态法测定纯水的饱和蒸气压。 测定液体饱和蒸气压的方法主要有三种： • 饱和气流法 在一定温度和压力下通过一定体积巳被待测 液体所饱和的气流，用某物质完全吸收，然后称量吸收物 质增加的重量，便可计算蒸气的分压，即该温度下被测液 体的饱和蒸气压。此法一般适用于蒸气压比较小的液体。 • 动态法 利用当液体的蒸气压与外压相等时液体沸腾的原 理，测定液体在不同外压时的沸点，从而求出不同温度下 的蒸气压。此法对温度控制要求不高，对于沸点较低的液 体，用此法测定蒸气压与温度关系是比较好的

三、仪器与试剂液体蒸气压测定装置，如下图所示：由永光井应，中国1-平衡管文新2-搅拌器创3-温度计4-缓冲瓶抽气系统5-恒温水浴6-三通活塞7-直通活塞精密数字压力计液体蒸气压测定装置1套：真空泵（共用）1台：电炉1台：100℃（1/10）水银玻璃温度计1根：纯水

三、仪器与试剂 液体蒸气压测定装置，如下图所示： 1-平衡管 2-搅拌器 3-温度计 4-缓冲瓶 5-恒温水浴 6-三通活塞 7-直通活塞 液体蒸气压测定装置1套；真空泵（共用）1台；电炉1台； 100℃（1/10）水银玻璃温度计1根；纯水

四、实验步骤1、将纯水装入等压计中将等压计从液体蒸气压测定装置中卸下。往等压计中倒入少许纯水，倾倒等压计，并不断改变其倾斜度，使纯水由球C流经U型管、球B最后到达A。反复上述操作次数，直至球A中装入的2/3体积的纯水为止。将等压计竖直，向球C倒入纯水，至U型管两边处同一水平时，水面接近球B的底部为止最后将等压计小心装回装置中

四、实验步骤 1、将纯水装入等压计中 将等压计从液体蒸气压测定装置中卸下。 往等压计中倒入少许纯水，倾倒等压计，并不 断改变其倾斜度，使纯水由球C流经U型管、球B、 最后到达A。反复上述操作次数，直至球A中装入 的2/3体积的纯水为止。 将等压计竖直，向球C倒入纯水，至U型管两边 处同一水平时，水面接近球B的底部为止。 最后将等压计小心装回装置中

四、实验步骤2、检香系统是否漏气关闭直通活塞7，开动真空泵，慢慢旋转三通活塞6使系统与真空泵连通，抽气减压至压力计示数约为-53.3kPa（-400 mmHg）时，关闭三通活塞6，使系统与真空泵、大气皆不相通观察压力计示数，如果在3-5 min内维持不变则系统不漏气。否则，说明系统漏气，这时应仔细检查装置各个部分，特别注意检查各部分的连接处，设法排除漏气故障

四、实验步骤 2、检查系统是否漏气 关闭直通活塞7，开动真空泵，慢慢旋转三通 活塞6使系统与真空泵连通，抽气减压至压力计 示数约为-53.3 kPa（-400 mmHg）时，关闭三通 活塞6，使系统与真空泵、大气皆不相通。 观察压力计示数，如果在3-5 min内维持不变， 则系统不漏气。否则，说明系统漏气，这时应仔 细检查装置各个部分，特别注意检查各部分的连 接处，设法排除漏气故障

四、实验步骤3、排除球A和球B间的空气打开直通活塞7，让系统与大气相通，关闭三通活塞6，接通回流水，开启电炉对水浴加热，搅拌。当水浴温度升为96℃时，停止加热，关闭直通活塞7，开动真空泵，慢慢打开三通活塞6抽气，使系统减压至液体轻微沸腾，此时AB管内的空气不断随蒸气经C管逸出。如此持续3-5min，可认为空气排除干净，关闭三通活塞6

四、实验步骤 3、排除球A和球B间的空气 打开直通活塞7，让系统与大气相通，关闭三 通活塞6，接通回流水，开启电炉对水浴加热， 搅拌。 当水浴温度升为96℃时，停止加热，关闭直通 活塞7，开动真空泵，慢慢打开三通活塞6抽气， 使系统减压至液体轻微沸腾，此时AB管内的空气 不断随蒸气经C管逸出。 如此持续3-5 min，可认为空气排除干净，关闭 三通活塞6