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实验二 液体饱和蒸气压的测定实验报告

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实验二液体饱和蒸气压的测定Measurementof Saturated Vapor Pressure王暮寒 PB10207067中国科学技术大学生命科学学院Muhan Wang PB10207067School of Life Science, University of Science & Technology of China, HefeiEmail：wangmh@2012.5【关键词】饱和蒸汽压克拉伯龙-克劳修斯方程温度摩尔汽化热【KEYWORDS】Saturated vapor pressureClaperon-Clasius EquationtemperatureMolar Heat of vaporization【摘要】根据克拉贝龙-克劳修斯方程，在一定温度范围内，对于纯液体的炮和蒸汽压P与温度T，lnP与1/T之间存在线性关系。

利用动态法测定不同温度T下环己烷的饱和蒸汽压p，得出克拉贝龙-克劳修斯方程，从而求算环己烷的摩尔气化热，求得环己烷在大气压下的正常沸点。

【ABSTRACT】According to the Claperon-Clasius Equation, there is a linear relation between T, the temperature of a fluid and p, the saturated vapor pressureof it.By measuring the saturated vapor pressure of cyclohexaneunder different temperatures, we could verify the linear relation, and further more, calculate the molar heat of vaporization along with the boiling point of cyclohexane.【前言】摩尔汽化热是在一定的温度、压力下，1mol 纯液体在平衡过程中变为蒸汽所吸收的热。

液体的沸点则是当液体的饱和蒸汽压等于外界压强时的温度。

液体的沸点随着外界压强的增大而增大，当液体处于沸点时，若将蒸汽视为理想气体，在汽化过程前后忽略液体的体积，且在一定温度范围内认为摩尔汽化热为常数，则可由气相和液相化学势相等推得克拉伯龙-克劳修斯方程，以及液体的摩尔蒸发热和其他热力学常数。

液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：静态法，在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力；动态法，在不同外部压力下测定液体的沸点；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。

本实验利用动态法，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。

本实验中通过测量环己烷在不同压强下的沸点来验证克拉贝龙-克劳修斯方程，并根据建立起来的经验方程求算环己烷的平均摩尔汽化热。

【实验内容】 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 T H R T =∆2 (2－1)∆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)。

积分上式得lo g P A BT=-(2－2) 常数A A ='.2303，B H R=∆vap m 2303.。

(2)式表明log P 与1T 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∆H 。

∆v a p mH R B =2303. (2－3) 因此，只要测得某液体不同温度下的液体饱和蒸汽压，即可通过作图得到该液体的平均摩尔汽化热。

二． 实验仪器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 JJ-1增力电动搅拌器 1台 1/100︒C 温度计 1支 真空稳压包WYB-I 型 1台 DTV-2AI 控温仪 1台循环水抽气泵1台三.实验装置图与装置简介1-盛水大烧杯;2-温度计(分度值为0.1°);3-搅拌;4-平衡管;5-冷凝管;6-开口U形水银压力计;7-具有保护罩的缓冲瓶;8-进气活塞;9-抽气活塞;10-放空活塞;11-安全瓶;12、13-橡皮管14-三通活塞图一实验装置图图一中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。

冷凝管与U形压力计6和缓冲瓶7相接。

在缓冲瓶7和安全瓶11之间，接一活塞9，用来调节测量体系的压力。

安全瓶中的负压通过真空泵抽真空来实现。

安全瓶和真空泵之间有一三通阀，通过它可以正确地操作真空泵的启动和关闭。

A球中装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸汽，并且当B管与C管的液面处于同一水平时，表示B管液面上的蒸汽压(即A球面上的蒸汽压)与加在C管液面上的外压相等。

此时体系汽液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。

用当时读得的大气压减去压差计两水银柱的高度差，即为该温度下液体的饱和蒸汽压。

四.实验步骤1、熟悉实验装置，掌握真空泵的正确使用，了解系统各部分及活塞的作用，读当日大气压。

2、取下平衡管4，洗净、烘干，装入待测液。

使A球内有2/3体积的液体。

并在B，C管中也加入适量液体，将平衡管接在冷凝管的下端。

平衡管中液体的装法有两种：一是把A管烘烤，赶走空气，迅速在C管中加入液体，冷却A管，把液体吸入。

二是将C管中加入液体，将平衡管与一水泵相连接，抽气，并突然与水泵断开，让C管的水流入A管。

3、系统检漏：管闭活塞8和9，将三通活塞14旋转至与大气相通，关闭活塞10，插上真空泵电源，启动真空泵，将活塞14再转至与安全瓶11相通，抽气5分钟，再将活塞14旋至与大气相通，拔掉真空泵电源，停止抽气。

这样做是为了防止真空泵油倒吸。

用活塞9调节缓冲瓶的真空度，使U形压力计两臂水银柱高低差为20—40毫米，关闭活塞9。

仔细观察压力计两臂的高度，在10分钟内不变化，证明不漏气，可开始做实验。

否则应该认真检查各接口，直到不漏气为止。

4、不同温度下液体饱和蒸汽压的测定：A、将平衡管浸入盛有蒸馏水的大烧杯中，并使其全部浸没在液体中。

插上电炉加热，同时开冷却水，开启搅拌马达，使水浴中的水温度均匀。

B、关闭活塞9，使活塞8与大气相通。

此时平衡管，压力计，缓冲瓶处于开放状态。

将活塞14通大气，插真空泵电源抽气，把活塞14旋转至与安全瓶相通，抽5分钟，再将活塞14通大气。

拔下电源，此时安全瓶内为负压，待用。

C、随着水浴中液体的温度的不断升高，A球上面的待测液体的蒸汽压逐渐增加，使C 管中逐渐有气泡逸出。

本实验所测的液体为纯净的水，所以待测水浴中的水沸腾后仍需继续煮沸5-10分钟，把A球中的空气充分赶净，使待测水上面全部为纯液体的蒸汽。

停止加热，让水浴温度在搅拌中缓缓下降，C管中的气泡逐渐减少直至消失，液面开始下降，B管液面开始上升，认真注视两管液面，一旦处于同一水平，立即读取此时的温度。

这个温度便是实验大气压条件下液体的沸点。

D、关闭活塞8，用活塞9调节缓冲瓶7中的真空度，从而降低平衡管上端的外压，U形压力计两水银柱相差约40mm左右，这时A管中的待测液又开始沸腾，C管中的液面高于B管的液面，并有气泡很快逸出，随着温度的不断下降，气泡慢慢消失，B管液面慢慢升高，在B、C两管液面相平时，说明A、B之间的蒸汽压与外压相等。

立即记下此时的温度和U形压力计上的读数。

此时的温度即外压为大气压减去两汞柱差的情况下液体的沸点。

继续用活塞9调节缓冲瓶的压力，体系产生新的沸腾，再次测量蒸汽压与外压平衡时的温度，反复多次，约10个点。

温度控制在80 C以上，压差计的水银柱相差约400mm左右为止。

为了测量的准确性，可将缓冲瓶放空，重新加热，按上述步骤继续重复测量两次。

实验结束时，再读取大气压，把两次记录的值取平均。

5.选取合适的点，用温度计校准控温仪的温度。

五．实验注意事项：1、平衡管A管和B管之间的空气必须赶净。

2、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。

3、读数时应同时读取温度和压差。

4、使用真空泵时的注意事项使用真空泵时，特别是关真空泵时，一定要防止真空泵中的真空油被吸入大真空瓶中去，要保证真空泵的出口连通大气时才能关真空泵。

就本实验而言，要保证大真空瓶上的三通活塞处于“”状态时才能切断真空泵的电源。

【实验结果与讨论】一．实验结果1. 实验温度范围内环己烷的平均摩尔汽化热∆vap H m =R*|K|=8.314J·mol-1·K-1*3915.54=32.55 kJ·mol-1·K-12 . 环己烷的正常沸点为：T=353.26K即t=80.11℃查阅资料得，环己烷的正常沸点：80.74 °C (354K) 所得结果略偏低二.结果分析测得沸点与资料很接近但仍偏低，分析误差来源如下：1. 克拉伯龙-克劳修斯方程建立过程中有多个条件：将蒸汽视为理想气体，在汽化过程前后忽略液体的体积，且在一定温度范围内认为摩尔汽化热为常数。

而理想气体仅是理想化的模型，汽化过程之前的液体也占据一定的体积，而且摩尔汽化热实际上是随温度变化而变化的。

以上都会引起lnP~1/T曲线对线性的偏离。

2. 动态法中，判断气液相平衡的标志是两边液面相平。

实际上相平时并不是严格静态的平衡。

而且人眼观察液面也会引入误差。

本实验中负责观察三组液面的同学没有变，适当减小了因个体判断差异引起的误差。

3. 实验中使用搅拌器加快对流，尽量使体系温度一致，但无法保证温度完全的一致。

而且搅拌器引起的晃动也会影响液面相平的观察。

4. 实验之前有5~10分钟排空气的过程，但可能有少量空气不能完全排出，由公式可知位排净的空气也会对实验结果产生影响.5. 实验中需要直接读取的数据是U形气压计的刻度、温度计的读数。

气压计刻度的最小分度值Δh = 0.5mm，温度计的最小分度值ΔT = 0.05℃，实验者以及眼睛的视觉差异都会带来读数误差。

另外，控温仪是电子设备，受外界影响因素干扰较大。

以上可以通过指定读数者、对控温仪进行校正来减小误差。

6. 测量的环己烷纯度有限，其中的少量杂质引起沸点上的偏差。

三、实验总结1. 实验时可以采取方法略加速降温过程，提高效率，如：用湿毛巾擦拭大烧杯外壁，但要注意液面快要相平时停止，以尽量保证气液相的平衡。

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液体饱和蒸气压的测定_物化实验报告

液体饱和蒸气压的测定_物化实验报告

物理化学实验（B）实验报告【实验名称】B.5 液体饱和蒸气压的测定【】J.N【班级】第4小组【学号】【组编号】5号【实验日期】2015年5月11日【室温】24.1 ℃【大气压】100.11 kPa【摘要】本实验通过静态法测得CCl4的lg(ppθ)与T的关系为lg(pp )=−1709.9T+4.9078，平均摩尔汽化热为3.274×104 J∙mol−1，气化熵为93.87 J∙mol−1∙K−1。

通过动态法测得水的lg(pp)与T的关系为lg(ppθ)=−2078.7T+5.5792，平均摩尔汽化热为3.980×104 J∙mol−1，气化熵为106.7 J∙mol−1∙K−1。

温度读数的不准确对实验的误差极小，实验误差的主要是由于静态法中肉眼判断液面平衡的不准确性以及动态法中金属测温探头在沸腾过程中并非一端位于液面下一端位于液面上等因素所引起的。

一、实验部分1.主要仪器药品和设备1.1 主要药品CCl4、二次水等1.2 主要仪器数字式温度-压力测定仪，循环水流泵，1/10刻度温度计，电磁搅拌器，电加热器，两口圆底烧瓶，真空缓冲瓶，安全瓶，直形冷凝管，搅拌磁子，真空脂，冷凝水循环系统2.实验步骤2.1 静态法测定饱和蒸气压2.1.1 仪器装置1-盛水大烧杯，2-温度计，3-搅拌，4-平衡管，5-冷凝管，6-开口U型水银压力计，7-缓冲瓶，8-进气活塞，9-抽气活塞，10-放空活塞，11-安全瓶，12、13-橡皮管，14-三通活塞。

实际仪器略有差异，压力温度数值从温度-压力测定仪中读出。

平衡管中加入CCL4至容量的2/3. 2.1.2 检验气密性打开油泵，再开缓冲瓶上连接油泵的活塞，使体系压力减少50 kPa。

关闭活塞，若5 min压强变化少于0.3 kPa，则装置气密性良好。

2.1.3 测大气压下沸点使体系与大气相通，水浴加热至78 ℃，停止加热不断搅拌。

当b、c液面达到同一水平时，立即记下此时的温度和大气压力。

4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告

4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告

4纯液体饱和蒸汽压的测定实验报告测定纯液体饱和蒸汽压实验报告
实验目的：
本实验是为了测定纯液体的饱和蒸汽压，并分析结果得出不同温度下的汽油饱和蒸汽压的特性，从而获得不同温度下汽油的饱和汽油蒸汽压。

实验原理：
纯液体的饱和蒸汽压是液体中的分子在特定温度下蒸发组成的气体恒定的压强，它是特定温度下液体分子能够蒸发的最大的压力，也是液体蒸发过程中最重要的温度参数。

只有当液体的压力高于此压力时，液体分子才能持续蒸发，从而保持气体浓度和压强的恒定。

因此，测定纯液体饱和蒸汽压有重要意义。

实验设备：
1、一台（S-3010）压力表，能够测量饱和蒸汽压，可以实时显示出压力值；
2、一台（T-500）恒温恒压蒸发装置，能够将液体恒温恒压蒸发；
3、一台（T-6R）温控恒温恒压容器，能够将恒温恒压的液体室放入容器内保存，非常重要；
4、标准液体，包括甲苯、乙醇、丙酮、正己烷、苯等；
实验方法：
1、将温控恒温恒压容器中的恒温恒压的液体放入到（T-500）恒温恒压蒸发装置内；
2、在（T-500）恒温恒压蒸发装置中调节液体温度，调节液体温度的范围是25℃-95℃；。

实验二液体饱和蒸气压的测定（PDF-10）

实验二液体饱和蒸气压的测定（PDF-10）

实验二 液体饱和蒸气压的测定一、目的测定水在不同温度下的饱和蒸气压，并求在实验温度范围内的平均摩尔气化热。

二、基本原理在一定温度下,纯液体与其蒸气达到相平衡状态时, 其蒸气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, 两者的关系遵守克拉贝龙—克劳修斯方程, 其微分式如下:()d p Pa dTHRTl g m ln /=∆2 (1)式中p 为纯液体饱和蒸气压, T 为绝对温度, 为液体的摩尔气化热, R 为气体常数。

∆l gm H 当远离临界温度,且温度变化范围不大时,气化热可视为常数。

对式(1)不定积分,得∆l gm H ()ln /p Pa H R TC l g m =−⋅+∆1(2)由此式可知,以()ln /p Pa 对1T作图, 应得直线, 若直线斜率为m, 则:∆l g m H m =−R (3)从而求得该纯液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热。

如果液体被升温到沸腾，其饱和蒸气压就与外压相等了，所以克—克方程也表示纯液体的沸点T 和外压p 的关系。

本实验正是在沸腾时的相平衡状态下进行蒸气压的测量: 先调节外压到某一数值, 测量液体的沸点, 那么事先调好的外压就是沸点温度下的饱和蒸气压。

这种测定饱和蒸气压的方法称为动态法。

实验必须在密闭装置内进行。

装置内的压力(也就是液体所受的外压p )是通过真空泵抽气和人为控制进气来调节的,它与大气压力的差值等于与装置连通的U 型压差计上左右水银柱高度差所代表的压力p h ,于是有p =p 大气-p h (4)三、仪器及药品二次蒸馏水,无水氯化钙干燥剂。

实验装置见图3-1。

图中辅助温度计用于精密温度计的露出部分校正,校正方法见附录3-1。

塔式干燥器内装有无水氯化钙,使吸入真空泵的气体干燥,保护泵内机件。

三通活塞可与装置、大气和真空泵连通,实验前须弄清其构造,以免使用时旋错方向。

实验二 纯液体饱和蒸气压的测定

实验二 纯液体饱和蒸气压的测定

实验二 纯液体饱和蒸气压的测定【目的要求】1. 用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气压。

2. 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系。

克劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的意义，并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。

【预习要求】1. 掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。

2. 了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。

3. 掌握水银温度计的露茎校正方法。

【实验原理】在通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。

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。

液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。

当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为pø(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修斯-克拉贝龙方程式表示:2ln vap mH d p dT RT∆= (1) 式中，R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。

假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得:1ln vap m H p C R T∆=-+ (2)其中C 为积分常数。

由此式可以看出，以lnp 对1T作图，应为一直线，直线的斜率为vap mH R∆-，由斜率可求算液体的Δvap H m 。

测定液体饱和蒸气压的方法很多。

本实验采用静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。

实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图2-1所示。

平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。

平衡管上接一冷凝管5，以橡皮管与压力计相连。

A 内装待测液体，当A 球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B 管与C 管的液面处于同一水平时，则表示B 管液面上的(即A 球液面上的蒸气压)与加在C 管液面上的外压相等。