液体饱和蒸汽压的测定数据处理

实验二 液体饱和蒸汽压的测定

一、实验目的

（1）明确液体饱和蒸汽压的定义，熟悉纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系，即克劳休斯—克拉贝农方程.

(2）了解静态法测定液体饱和蒸汽压的原理。

（3）学习用图解法求解被测液体在试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、热力学原理

在远低于液体临界温度下，处于密闭的真空容器中的液体，一些动能较大的液体分子可从液相进入气相，而动能较小的蒸汽分子因碰撞而凝结成液相，当这两个过程的速度相等时，气液两相建立动态平衡，此时液面上的蒸汽压力就是该温度下该液体的饱和蒸汽压，简称为蒸汽压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔蒸发焓，用ΔvapH＊m表示.

纯液体的蒸气压随温度的变化而变化，当温度升高，分子运动加剧,更多的高动能分子由液相进入气相，因而蒸气压增大；反之，温度降低，则蒸气压减小.当蒸气压等于外界压力时，液体更沸腾，此时的温度称为沸点，所以，外压不同时，液体的沸点也不同，当外压为101.325kPa时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳休斯—克拉贝农方程式表示为

dlnp/dT=ΔvapH＊m/RT2 （1）

式中，R为摩尔气体常数;T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔蒸发焓。

若在实验温度范围内将ΔvapHm视为常数,对式（1）积分的：

lnp=-ΔvapHm/RT+C （2)

其中C为积分常数。可以看出，实验测量出液体在一系列温度之下的饱和蒸气压，以lnp对1/T作图,得一直线,直线的斜率为 vapmHR 由斜率可求算液体的ΔvapHm.

2、实验方法 静态法是将待测物质放在一个密闭的系统中,在不同温度下直接测量其饱和蒸气压。通常是用平衡管（又称等位计)进行测定.

贵州大学

报告名称：液体饱和蒸汽压的测定

专业班级：生物工程112班

姓 名：何德维

学 号：1108110384

2013年3月28日

液体饱和蒸汽压的测定

一．目的要求

1. 明确液体饱和蒸汽压的测定，了解 饱和蒸汽压与度的关系以及克劳修斯方程的意义。

2. 掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的方法，学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化焓。

3. 初步掌握真空实验技术，了解恒温槽及等压计的使用方法。

二．基本原理

在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡即蒸汽分子向液面凝结和液体分子从液面逃出的速度相等，这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。一定温度下，蒸发1mol液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化焓。液体蒸汽压与温度有关，升高温度，蒸汽压增大，反之，蒸汽压减小。当蒸汽压等于外界压力时，此时温度成为沸点。外压不同，液体沸点也不同，当外压为1atm（101.325kpa）时液体的沸点称为该液体的正常沸点。液体饱和蒸汽压与温度的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示

dp/dT=△vapHm*/T△Vm

其中 Vm=Vm(g)- Vm(l)

由于Vm（g）远大于Vm（l）,故有:

△Vm=Vm(g)

将气体视为理想气体则结合克拉贝龙～克劳修斯方程可得

dp/dT=P△vapHm*/RT2

式中为R摩尔气体常数，假定△vapHm*与温度无关，或温度变化较小, △vapHm*可视为常数，积分上式得:

Ln(P/[P])=-P△vapHm*/RT+C

或 lnP*=-△vapHm*/RT

式中，P为液体在温度T时的蒸汽压；[P]为压力P的量纲，由上可以看出测定不同T下的液体蒸汽压P，以Ln(P/[P])对1/T作图，应为一直线，直线斜率为-△vapHm*/R，有直线斜率可求得△vapHm*

液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：

液体饱和蒸气压的测定

1 引言

1.1 实验目的

(1) 运用Clausius-Clapeyron方程，求出所测温度范围内的液体平均摩尔汽化焓及正常沸点 (2) 掌握测定饱和蒸气压的方法

1.2 实验原理

液体的蒸气压与液体的本性以及温度有关。温度升高时，液体分子平均动能增大，蒸气压上升，反之亦然。当液体在其温度下的蒸气压等于外界压力时，液体沸腾，这个温度称为液体的沸点。在外压为𝑝⊖=101.325 kPa下液体的沸点称为标准沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系由Clausius-Clapeyron方程给出： d(ln𝑝)d𝑇=Δvap𝐻𝑚𝑅𝑇2

式中R为摩尔气体常数；T为热力学温度，Δvap𝐻𝑚是温度T下纯液体的摩尔汽化热。 假定Δvap𝐻𝑚与温度无关，对上式积分，可得

ln𝑝=−Δvap𝐻𝑚𝑅𝑇+𝐶

若将ln𝑝对1/𝑇作图，应该得到一条直线，斜率𝑚=−Δvap𝐻𝑚/𝑅，于是 Δvap𝐻𝑚=−𝑅𝑚

在不同温度下测定纯液体的饱和蒸气压，可以推出该液体的摩尔汽化焓和正常沸点了。

2 实验操作

2.1 实验用品、仪器及装置

实验使用等压管1支，稳压瓶1个，负压瓶1个，恒温槽1套，真空泵1台，干燥管一套，搅拌器一台，压力计1台，数显温度仪。 乙醇（AR） 测试装置如图2.1所示（实验中使用数显温度仪）

图2.1

2.2 实验条件

实验过程中实验室内温度19.3 °C，相对湿度30%，大气压102.15 kPa

2.3 实验操作

(1) 装置与装样。此步骤已在课前完成； (2) 检漏。将H活塞关上，打开活塞I、F和G，用真空泵抽气到压力计显示的气压为25kPa时，关闭I、F和G。等片刻后，若压力读数不变说明系统气密性良好； (3) 升温。开动搅拌器，调节加热器电压在160V左右； (4) 排气。当水浴温度超过50 °C时，等压管内液体开始沸腾，大量气泡由C管排出。沸腾3~5 min就可以除去AB间的空气及溶在液体中的空气。注意调节加热器电压，控制恒温槽温度在50 °C附近； (5) 蒸气压的测定。排气完后，缓慢打开活塞H，使体系通过毛细管慢慢吸入空气升高压力，直到稳压瓶中的压力快接近蒸气压时为止。然后调节调压器，改变加热电压，直到BC液面相对位置不变，表示温度已恒定。最后将BC液面基本调平，稳定1 min左右，迅速记下温度t，压力计P的读数； 继续用加热器加热水浴，过程中适当调节活塞H，使液体不剧烈沸腾，当温度升高2 °C时再重复上述步骤。—直升温到75 °C附近。总共测13个点； (6) 结束。实验完后，将系统与大气相通，关闭调压器，整理实验台。最后，将实验数据输入计算机进行计算。

液体饱和蒸汽压测定实验报告

液体饱和蒸汽压测定实验报告

引言：

液体的蒸汽压是指在一定温度下，液体与其蒸汽之间达到平衡时的压强。液体饱和蒸汽压是一个重要的物理性质，它与液体的性质、温度以及环境压强等因素密切相关。本实验旨在通过测量液体饱和蒸汽压与温度之间的关系，探究液体的性质以及压力与温度的关系。

实验步骤：

1. 实验器材准备：实验室提供的装置包括恒温水浴、温度计、玻璃管和压力计。

2. 实验液体选择：根据实验要求选择适当的液体，本实验选用甲醇作为实验液体。

3. 实验装置搭建：将玻璃管的一端连接到压力计上，另一端插入液体中，确保液体能够充满整个玻璃管。

4. 实验前准备：将恒温水浴加热至适当温度，待温度稳定后进行下一步。

5. 实验操作：将液体浸入恒温水浴中，使其与水浴达到热平衡。同时观察液体内的气泡情况，当气泡停止产生时，即可进行测量。

6. 测量液体温度：使用温度计测量液体的温度，记录下来。

7. 测量液体饱和蒸汽压：读取压力计上的压力数值，记录下来。

8. 重复实验：根据实验要求，重复以上步骤，测量不同温度下的液体饱和蒸汽压。

实验结果与分析：

根据实验数据，我们可以绘制出液体饱和蒸汽压与温度之间的关系曲线。通常情况下，该曲线呈现出逐渐上升的趋势，即随着温度的升高，液体饱和蒸汽压也随之增加。这是因为温度的升高会增加液体分子的动能，使其更容易从液相转变为气相，从而增加了蒸汽的压强。

根据实验结果，我们可以得出一个重要的结论：液体饱和蒸汽压与温度之间存在着一定的函数关系。这个关系被称为液体的饱和蒸汽压方程，通常用来描述液体的性质。不同液体的饱和蒸汽压方程可能不同，这取决于液体的分子结构和相互作用力。

此外，实验还可以通过对不同液体的测量，比较它们的饱和蒸汽压。这样可以得出不同液体的性质差异，例如分子间力的强弱、分子大小等。这对于研究液体的物理性质和化学性质具有重要意义。

实验误差与改进：