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实验五液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与要求：对液体饱和蒸汽系作实验上的研究。
根据建立起的经验方程式，求算液体的平均摩尔汽化热。
饱和蒸汽压与温度的关系二、预习要求：1. 明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的基本原理。
2. 了解真空泵、气压计的使用及注意事项。
3. 了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。
三、实验原理：在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。
这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。
蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。
它们的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示：dlnp/dTt=Δvap H m/RT2 (1)ΔHm：摩尔汽化热(J·mol-1)R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若温度改变的区间不大，ΔH可视为为常数（实际上ΔH与温度有关）。
积分上式得：lnp=A’-ΔH m/RT (2)或logP=A-B/T (3)常数A=A’/2.303 ，B=Δvap H m/2.303RT 。
(3)式表明logP与1/T有线性关系。
作图可得一直线，斜率为－B。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热ΔH m。
ΔH m=2.303RB (4)当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。
在图上，也可以求出液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：1. 静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。
2. 动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。
3. 饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。
本实验利用第二种方法。
此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。
只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。
四、仪器和药品：液体饱和蒸汽测定仪1套，抽气泵1台，福廷式压力计1支，加热电炉1个，搅拌马达1台，1/10℃温度计2支。
纯液体饱和蒸气压的测量一.目的要求1.明确纯液体饱和蒸气压定义和气液两相平衡概念,掌握克劳修斯-克拉贝龙方程。
2.用精密数字真空计测定不同温度下纯液体饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术。
3.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热和正常沸点。
二.基本原理一定温度下,与纯液体处于平衡态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态是指动态平衡。
在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,表面层的液体分子逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者速率相等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。
纯液体的蒸气压是随温度变化而变化的,它们之间的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方(Clausius-Clapeyron)方程表示：2Pa]RT H dT p d mvap ∆=/*ln[ …………… (2-1)式中*p 为纯液体在温度T 的饱和蒸气压(Pa);mvap H ∆为液体摩尔气化热(J/mol)；R 为气体常数(8.3145 11K mol J --⋅⋅)。
若温度变化的范围不大,m vap H∆可视为常数，可当作平均摩尔气化热。
将(2-1)式积分得：CRTH p mvap +-=∆Pa]/*ln[ …………… (2-2)式中C 为积分常数。
由(2-2)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,作T p /~]/*ln[1Pa 图可得一条直线。
由该直线的斜率可求得实验范围内液体的平均摩尔气化热。
当外压为101.325kPa 时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。
从图中也可以求正常沸点。
三.仪器与试剂饱和蒸气压实验装置 1套 数显恒温水浴 1套 DP-AF 精密数字压力计 1台 射流式真空泵 1台 无水乙醇 若干 精密控温仪 1套 小烧杯 1个 胶头滴管 1支四.实验步骤1.准备工作（主要为检查恒温水浴内各个部件是否可以正常工作）：（1）检查U 型管和试液球间是否存在如图所示一段气体A ，若不存在请找老师。
液体饱和蒸气压的测定概述液体饱和蒸气压是指在特定温度下，液体与其相应的饱和蒸气之间建立的动态平衡，此时液体表面蒸发与蒸气凝结的速率相等。
液体的饱和蒸气压是液体与蒸气之间的重要性质之一，对于了解物质的性质以及一些工业过程和实验室研究都有重要意义。
本文将介绍液体饱和蒸气压的测定方法及其相关原理。
一、测定方法1. 东西部法（T-w 比较法）此法利用两个温度差异较大的液体的饱和蒸汽压之间的比值来测量待测液体的饱和蒸汽压。
测定步骤：1.准备两个液体A和B，要求A的蒸汽压较高，B的蒸汽压较低，且两者在所选温度范围都是透明的。
2.在一个密封的容器中加入液体A，并测量其温度为T1。
3.在另一个密封的容器中加入液体B，并测量其温度为T2。
4.调整两容器的压力，使其相等。
5.记下此时液体B的温度为T3。
原理分析：根据热力学的相关原理，我们可以得到以下公式：饱和蒸气压和温度的关系可用来表达：P1P2=e(−ATe(−BT推导可得：T3=T1−T2lnP1P2(1A−1B)其中A和B分别为两种液体A和B的常数。
2. 塞满剂法此法利用塞满剂在液体上形成隔离膜，断开液体与空气之间的直接传热与传质途径，使液体在恒定温度下达到饱和蒸汽压。
测定步骤：1.准备一个毛细管和一根小玻璃棒，将玻璃棒沾湿后插入毛细管中。
2.竖起毛细管，使其底部完全浸没在待测液体中，并将毛细管置于一个恒温水浴中。
3.等待一段时间，直到毛细管内液体高度不再升高。
4.测量液体在毛细管中的高度。
原理分析：当液体的饱和蒸气压与毛细管内的液体柱的压强相等时，液体的升降达到平衡状态。
此时，液体表面的动力学平衡决定了毛细管内液体柱的高度。
二、常用的待测液体的饱和蒸气压测定温度范围以下是一些常用的待测液体及其饱和蒸气压测定温度范围的示例：1.水：0 ~ 373°C2.乙醇：20 ~ 100°C3.苯：80 ~ 100°C4.丙酮：20 ~ 78°C5.甲醇：0 ~ 65°C三、液体饱和蒸气压的应用液体饱和蒸气压的测定对于实验室的一些研究和工业过程有着重要的应用，下面是一些例子：1.根据液体饱和蒸气压的测定结果，可以推导出该液体的折射率等关键参数，对于光学领域的研究非常重要。
液体饱和蒸汽压测量一、实验目的1、测定去离子水在不同温度下的饱和蒸气压。
2、求出所测温度范围内去离子水的平均摩尔气化焓。
二、实验原理在一定温度下，纯物质气液相达到平衡时的蒸气压为纯物质的饱和蒸气压。
纯物质的饱和蒸气压与温度有关。
将气相视为理想气体时，对有气相的两相平衡（气-液、气-固），可用Clausius-Clapeyron方程表示为：dln(p/Pa)dT=∆vapHmRT2如果温度范围变化小∆vapHm可近似看做常数，对上式积分得：ln(p/pa)=-∆vapHmRT+C由上式可知，ln（p/Pa）与1T为直线关系：由实验测出p、T值，以ln（p/Pa）对1/T作图得一直线，从直线斜率可求出所测温度范围内液体的平均摩尔气化焓。
本实验使用等压计来直接测定液体在不同温度下的饱和蒸气压。
等压计是由相互联通的三管组成。
A管及B，C管下部为待测样品的液体，C管上部接冷凝管并与真空系统和压力计相通。
将A，B管上部的空气驱除干净，使A，B管上部全部为待测样品的蒸气，则A，B管上部的蒸气压为待测样品的饱和蒸气压。
当B，C两管的液面相平时，A，B管上部与C管上部压力相等。
由压力计直接测出C管上部的压力，等于A，B管上部的压力，求得该温度下液体的饱和蒸气压。
图一等压计三、实验仪器及药剂数字式温差计、玻璃缸恒温槽、真空泵、缓冲罐、等压计、大气压计图二纯液体饱和蒸气压测量示意图四、实验步骤1、熟悉实验仪器和装置，按上图所示组装仪器，水浴锅中去离子水不能低于刻度线，冷阱中加入冰水。
2、打开三通阀使得真空泵接大气，打开真空泵电源。
3、检漏：压力计上的冷凝管通冷却水。
打开三通阀并通大气，打开真空泵。
关阀1，开阀2、3，使系统同大气，待差压计示数稳定后按置零按钮，示数变为零。
关阀3，真空泵与系统相通，缓慢开阀1，系统减压。
当压力表读数为-40 ~-50kPa时，关阀1，封闭系统。
观察压力表读数，如果压力表示数在5min中内基本不变或者变幅小于0,2kPa/min则可以判断系统没有漏气，否则系统漏气需要分段检查（此时不要打开恒温水浴锅的加热和搅拌装置，体系内气压对温度很敏感，这样很容易使得示数不稳定而不利于判断。
饱和蒸汽压的测定方法
饱和蒸汽压的测定方法通常包括静态法、动态法、饱和气流法和热重分析法等。
1. 静态法：这是一种经典的测定方法，通过在一定温度下直接测量液体与其蒸气相平衡时的压力来确定饱和蒸气压。
此法适用于具有较大蒸汽压的液体。
在实验中会使用到真空泵、恒温槽及气压计等设备。
2. 动态法：该方法通过测量沸点随施加的外压力变化来确定蒸汽压。
液体上方的总压力可调，并用一个大容器的缓冲瓶维持给定值，使用汞压力计测量压力值，加热液体待沸腾时测量其温度。
3. 饱和气流法：在一定温度和压力下，用干燥惰性气体缓慢通过被测纯液体，使气流为该液体的蒸汽所饱和。
然后通过吸收法测量蒸汽量，进而计算出蒸汽分压，即为该温度下被测纯液体的饱和蒸气压。
这种方法适用于蒸汽压较小的液体。
4. 热重分析法(TGA)：利用热重仪在温度T (单位K)下和缓慢的惰性气流中测定样品在一定时间内的质量损失，得到蒸发速度。
再根据兰格缪尔方程建立标准曲线，确定logPT对蒸发速度函数直线的斜率和截距，然后就可以通过相同的实验条件来测定未知物质的蒸汽压了。
实验二液体饱和蒸汽压的测定摘要：本实验对液体饱和蒸汽压与温度的关系作了实验上的研究，通过测量不同温度条件下环己烷的饱和蒸汽压，对克劳修斯-克拉贝龙方程进行了验证，并根据建立起的经验方程式，求算得到液体的平均摩尔汽化热。
关键词：饱和蒸汽压温度克劳修斯-克拉贝龙方程摩尔汽化热Abstract：The experiments of liquid saturated steam pressure and temperature of the relationship between experimental research, through measuring different temperature condition of cyclohexane saturation steam pressure, of Clausius-g John rabe dragon equation verification, and according to the experience of the established formula, calculate the average QiHuaRe Moore get liquid.Key-words：saturated vapor pressure temperaturethe Clausius-Clapeyron equation average molar heat of vaporization前言：一、实验原理在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。
这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。
蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。
它们的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示：d d v a p ml n p THR T=∆2(1－1)∆H：摩尔汽化热(J·mol-1) R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若温度改变的区间不大，∆H可视为为常数(实际上∆H与温度有关)。
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：mm Vap V T H dTdp ∆∆=*（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 dTdp 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 pmvap +∆-=*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。
宁波工程学院
物理化学实验报告
专业班级化工姓名沸腾序号144213641________
指导老师实验日期2011年2月14日
实验名称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室温度范围内的平均摩尔蒸发含与正常沸点。
二、实验原理
纯物质的蒸气压随温度的变化可用克拉贝龙方程表示：
dp/dT = △vap H m/T△V m(1)
设蒸气为理想气体，在实验温度范围内摩尔蒸发焓△vapHm可视为常数，并略去液体的体积，将（1）式积分得克劳修斯—克拉贝龙方程：
㏑(P/Pa) = (-△vap H m/R)×(1/T)+ C (2)
由（2）式可见，实验测定不同温度T下的饱和蒸汽压p,以㏑(P/kPa)对1/（T/K）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：
△vap Hm = -m×(R/[R]) ×[△H ] (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。
DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪面板如图所示
三、实验仪器、试剂
仪器：DPCY-2C型饱和蒸气压教学实验仪1套，HK-1D型恒温水槽1套，WYB-1型真空稳压包1个，稳压瓶1个，安全瓶1个。
试剂：无水乙醇（A.R）
四、实验步骤
1．读取室温和大气压
2．装样
在等温计内装入适量待测液体乙醇。
球管中约2/3体积，U型管两边各1/2体积，然后连接好装置。
3.教学实验仪置零
打开试验仪电源，预热5分钟，选择开关打到kPa，按下面板上的置零键，显示00.00数值。
4.系统气密性检查
5.排除球管上方空间的空气
打开恒温水槽电源，设定温度为25℃，接通冷凝水，同时调节搅拌器匀速搅拌，使等温计内外温度平衡，用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的逸出为宜，至液体轻微沸腾，沸腾3-5分钟，可认为空气被排尽（压力显示-94kPa）。
抽气结束后，先关闭真空稳压包上与稳压瓶相连的阀门，再关闭另一侧阀门，打开于真空泵相连的安全瓶活塞，使其通大气，最后关电源。
6.测定饱和蒸汽压
当空气排除干净且体系温度恒定后，旋转稳压瓶上的直通活塞，缓缓放入空气，直至U型管中液面相平，关闭活塞，记录温度与压力。
依次测定30℃、35℃、40℃、45℃的压力。
7.结束实验
实验结束后，关闭电源，打开真空稳压包上中间的阀门，将体系放入空气，待等温计内乙醇冷却后，关掉冷凝器中的水。
整理好仪器装置。
五、数据记录与处理
室温：18.6℃
大气压（实验前）：101.55kPa, 大气压（实验后）：101.59kPa
大气压（平均值）：101.57 kPa
1.不同温度时乙醇的蒸气压见表1.
2. 以㏑(P/kPa)—1/（T/K ）×103
作图，如下所示：
l n (P /k P a )
1/(T/K) ×1000
㏑(P/kPa)—1/（T/K ）×103
图
Y = A + B * X
Parameter Value Error t-Value Prob>|t|
--------------------------------------------------------------------------- A 18.41277 0.58428 31.51365 <0.0001 B -4.86016 0.1799 -27.01552 1.11299E-4
---------------------------------------------------------------------------
R R-Square(COD) Adj. R-Square Root-MSE(SD) N
--------------------------------------------------------------------------- -0.99795 0.99591 0.99454 0.02998 5
----------------------------------------------------------------------
由图可知，直线的斜率为-4.8602，截距为18.4128。
故-△vap H m /R=-4.8602，又∵R=8.314， ∴△vap H m = 40.41k J ·mol
-1
当液体的蒸气压为101.325 kPa 时，代入㏑(P/Pa) = (-△vap H m /R )×(1/T)+ C ， 即㏑101.325 = -40.41/8.314×(1/T) +18.4128 ∴T = 352.35K = 79.2℃
3.误差分析
△vap H m的相对误差=（42.59-40.41）/42.59×100%=5.12%
T的相对误差=（79.278.4）/78.4×100%=1.02%
六、结果与讨论
1.空气未排除干净，使得乙醇蒸气不纯，使得测出的蒸发焓存在着误差。
2.U型管中的液体倒灌入球管中，倒灌时代入空气，是的实验结果偏小。
3.抽气和放气的速度不能太快，以免C管中的水被抽掉或B管中的水倒流到A管。
七、思考题
1.实验要想得到准确的实验结果，关键操作是哪一步？
一定要把空气排净。
2.怎样判断球管液面上空的空气被排净？若未被驱除干净，对实验结果有何影响？
压力测量仪上的读数在95KPa左右可认为空气已排净；造成读数偏大。
3.如何防止U型管中的液体灌入球管A中？若倒灌时带入空气，实验结果有何变化？怎样防止空气倒灌？
抽气时，速度不能；实验结果偏大；抽气时，多抽一点。
4.本实验方法是否用于测量溶液的饱和蒸汽压？
本实验方法不能用于测定溶液的饱和蒸气压。
因为克劳修斯-克拉佩龙方程只能适用纯物质，而且本装置测定的是蒸汽压上升的过程，形成溶液，同温度下一般蒸汽压会下降。
5.为什么实验完毕后必须使体系和真空泵与大气想通才能关闭真空泵？
如果不与大气相通，球管内的液体可能被吸入到缓冲储气罐。
八、实验经验
1、充入空气要关闭真空阀门，再打开玻璃旋钮通入空气，然后关闭玻璃旋钮慢慢的旋转真空阀门，充入空气。
2、充入空气要慢慢来，不能过多的充入空气，否则会把U型管中的液体压到A球管中。
