吉首大学化学实验教学中心 Experimental Chemistry Center of Jishou University

吉首大学化学实验教学中心Experimental Chemistry Center of Jishou University 实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量主讲教师：单位：吉首大学化学化工学院

实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 预习提问 1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理 2、说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义？ 3、实验中，为什么AB弯管中的空气要排除净？怎样操作？怎样防止空气倒灌? 4、测定沸点的过程中若出现空气倒灌，会产生什么结果？ 5、实验中何时读取数字式压力表的读数？所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压？ 6、能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压，为什么？

一、实验目的 1、深入了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系——Clausius-Clapeyron（克劳修斯-克拉贝龙）方程式的意义。 2、用平衡管及数字式真空计测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压，初步掌握低真空实验技术。 3、学会由图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热和正常沸点。 4、了解旋片式真空泵、缓冲储气罐、数字式气压计的使用及注意事项。

二、实验原理 1、基本原理在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸气压。这里的平衡状态指的是动态平衡。在某一温度下，被测液体处于密闭真空容器中，液体分子从表面逃逸成蒸气，同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相同时，就达到了动态平衡，此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，当外压为pø(101.325kPa)时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

二、实验原理 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lnp对1/T作图应为一直线，由斜率可求算液体的平均摩尔汽化热ΔvapHm。，从图中也可求得其正常沸点。

二、实验原理 2、测定饱和蒸气压的方法 ①动态法：测量沸点随施加的外压力而变化的一种方法。液体上方的总压力可调，而且用一个大容器的缓冲瓶维持给定值，汞压力计测量压力值，加热液体待沸腾时测量其温度。 ②饱和气流法：在一定温度和压力下，用干燥气体缓慢地通过被测纯液体，使气流为该液体的蒸气所饱和。用吸收法测量蒸气量，进而计算出蒸气分压，此即该温度下被测纯液体的饱和蒸气压。该法适用于蒸气压较小的液体。 ③静态法：在一定温度下，直接测量饱和蒸气压。此法适用于具有较大蒸气压的液体。静态法有升温法和降温法二种。

二、实验原理 本实验采用静态法（降温法）测定环己烷在不同温度下的饱和蒸气压。测定装置如下：

三、实验仪器与试剂 纯液体饱和蒸气压测定装置 1套 DP-AF精密数字压力计（-100～0 KPa） 1台 76-1玻璃恒温水浴装置 ( 包括SWQP数字控温仪) 1套旋片式真空泵(公用) 1台缓冲储气罐 1个乳胶管橡皮管环己烷（分析纯）

四、实验步骤 1、系统气密性检查在开始实验前要检查装置是否漏气，若系统漏气，要查清漏气原因并排除之。 2、装置仪器按图安装好液体饱和蒸汽压测定装置，在平衡管的A球中装入2/3体积的环己烷，在B、C球之间的U形管中也装入少量环己烷。将平衡管安装到装置上，通冷凝水。 3、测定不同温度下液体的饱和蒸气压（1）排尽系统内空气。转动平衡阀l使系统与大气相通。开动搅拌器，并将水浴加热。随着温度逐渐上升，平衡管中有气泡逸出。继续加热至正常沸点之上大约3℃左右。保持此温度数分钟，以便将平衡管中的空气赶净。（2）测定大气压力下的沸点。系统空气被赶净后，停止加热。

四、实验步骤 让温度缓慢下降，严密注视B、C两管液面，一旦两液面处于同一水平时，记下此时的温度。在系统不进空气的情况下，重复三次。（3）测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压。在大气压力下测定沸点之后，使系统慢慢减压至压差约为5KPa，平衡管内液体又明显气化，有气泡不断逸出。注意勿使液体爆沸。随着温度下降，气泡再次减少直至消失。同样等到B、C两管液面相平时，记下温度和真空表读数。再次缓慢减压。减压幅度同前，直至水浴温度下降至50℃左右，停止实验。 4、实验结束。慢慢打开平衡阀，使压力表恢复零位。关闭冷却水，将进气阀旋至与大气相通。拔去所有电源插头，整理好仪器装置。

五、注意事项 1、减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。 2、必须充分排除净AB弯管空间中全部空气，使AB管液面上空只含液体的蒸气分子。AB管必须放置于恒温水浴中的水面以下，否则其温度与水浴温度不同。 3、测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕应立即打开活塞9抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排除净AB弯管内之空气。 4、注意在停止抽气时，应先把真空泵与大气相通，打开平衡阀l通大气后方可关闭真空泵，否则可能使真空泵中的油倒灌入系统。

六、实验数据记录与处理 1、按书中数据记录表，将温度、压力数据列表，算出不同温度的饱和蒸气压。 2、绘出环己烷的蒸气压-温度曲线，从曲线中均匀读取10个点，列出相应的数据表。 3、以lnp对作图，求出直线的斜率，并由斜率算出此温度间隔内环己烷的平均摩尔气化热ΔvapHm，通过图求算出环己烷的正常沸点。

七、思考题 （1）如何判断平衡管中AB间空气已全部排出？如未排尽空气，对实验有何影响？怎样防止空气倒灌? （2）测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用？冷凝管又起什么作用？平衡管的U形管中的液体起什么作用？（3）若用纯液体饱和蒸气压测量装置测易燃液体的饱和蒸汽压，加热时应注意什么？

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