液体饱和蒸汽压测定实验报告材料x
时间：2020-11-03 17:00:34 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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浙江万里学院生物与环境学院
化学工程实验技术实验报告
实验名称：液体饱和蒸汽压的测定
姓名
成绩
班级
学号
同组姓名
实验日期
指导教师签字
批改日期
年 月 日
一、实验预习（30分）
1.实验装置预习（10分）2015年12_月27日
指导教师 （签字）成绩
实验仿真预习（10分）2015年12月27日
指导教师 （签字）成绩
3.预习报告（10分）
指导教师 （签字）成绩
（1 ）实验目的
1、 掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求
其平均摩尔气化热和正常沸点。
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-Clapeyro n）方程式的意义。
3、了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及精密数字压力计
的使用及注意事项
实验原理
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 1mol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1atm
(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：
d In P vap H m
dT RT2
式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；vapHm为在温度T时纯液体的 摩尔气化热。
假定vapHm与温度无关，或因温度范围较小， vapHm可以近似作为常数，积
分上式，得：
vap H m 1
In p C
R T
其中C为积分常数。由此式可以看出，以In p对1/T作图，应为一直线，直线 的斜率为二如，由斜率可求算液体的 vapHm。
R p
测定通常有静态法和动态法，静态法：把待测物质放在一个封闭体系中，在不 同的温度下，蒸气压与外压相等时直接测定外压； 或在不同外压下测定液体的
沸点。动态法：常用的有饱和气流法，即通过一定体积的已被待测物质所饱和
的气流，用某物质完全吸收。然后称量吸收物质增加的质量，求出蒸汽的分压
力即为该物质的饱和蒸气压。
静态法测定液体饱和蒸气压，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。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压， 有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸 气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图 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，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。此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此 外压下的沸点。
实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等
按编号顺序添入图下面相应位置:
1 .等压计2 .磁力搅拌器3 .测温及露茎校正温度计 4 .缓冲瓶
5 .恒温槽6 . 三通活塞7 .直通活塞8 .精密数字压力表
（4）简述实验所需测定参数及其测定方法：
实验所需测定参数：
在一定的大气压强下，在等差的温度下分别测定其饱和蒸气压
测定方法：
1.装样
从加样口注入乙醇，关闭平衡阀1，打开进气阀。启动油泵，抽至气泡成串 上窜，可关闭进气阀，打开平衡阀1漏入空气，使乙醇充满试样球体积的三分之 二和U型管双臂的大部分。
.检漏，系统气密性检查
接通冷凝水，关闭平衡阀1,打开进气阀使真空油泵与缓冲储气罐相通。启 动油泵，使压力表读数为某一数值（可 60，70kPa左右），关闭进气阀，停止 抽气，检查有无漏气（看压力表示数在 3?5min内是否变化），若无漏气即可 进行测定。（注意：在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油 倒吸，造成事故。）
?饱和蒸气压的测定
调节恒温水浴温度30 C,开动油泵缓缓抽气，使试样球与 U型管之间空间 内的空气呈气泡状通过 U型管中的液体而逸出。如发现气泡成串上窜，可关闭 进气阀，缓缓打开平衡阀1漏入空气使沸腾缓和。如此慢沸 3?5min ,可认为 试样球中的空气排除干净，关闭平衡阀 2。小心开启平衡阀1缓缓漏入空气，直 至U型管两臂的液面等高为止，在压力表上读出压力值。
调节恒温水浴温度33 C,小心开启平衡阀1缓缓漏入空气，直至U型管两 臂的液面等高为止，在压力表上读出压力值。依次测定36 C, 39 C, 42 C, 45 C, 48 C, 5「C时乙醇的蒸汽压。
测定过程中如不慎使空气倒灌入试样球，则需重新抽真空后方可继续测定。
如升温过程中U型管内液体发生暴沸，可开启平衡阀 1漏入少量空气，以 防止管内液体大量挥发而影响实验进行。
实验结束后，慢慢打开进气阀，使压力表恢复零位。关闭冷却水，关闭压力
表、恒温控制仪、恒温水浴电源，并拔下电源插头。
缓冲储气罐的使用:
?安装:
用橡胶管或塑料管分别将进气阀与气泵、装置I接口，装置2接口与数字压 力表连接。安装时应注意连接管插入接口的深度要》15mm，并扣紧，否则会影 响气密性。
?首次使用或长期未使用而重新启用时，应先作整体气密性检查
（1） 将进气阀、平衡阀2打开，平衡阀1关闭（二阀均为顺时针关闭，逆时 针开启）。启动油泵加压（或抽气）至100KPa?200KPa，数字压力表的显示值 即为压力罐中的压力值。
（2） 关闭进气阀，停止抽气，检查平衡阀 2是否开启，平衡阀I是否完全 关闭。观察数字压力表，若显示数字降值在标准范围内 （小于0.01Kpa /秒），说 明整体气密性良好。否则需查找并清除漏气原因直至合格。
（3 ）再作微调部分的气密性检查：
关闭平衡阀1,开启平衡阀2调整微调部分的压力，使之低于压力罐中压力 的1/2，观察数字压力表，其变化值在标准范围内（小于土 0.01Kpa /4秒），说明 气密性良好。若压力值上升超过标准，说明平衡阀2泄漏；若压力值降超过标准， 说明平衡阀1泄漏。
?与被测系统连接进行测试：
（1 ）用橡胶管将装置2接口与被测系统连接、装置1接口与数宁压力计连 接。打开进气阀与平衡阀2，关闭平衡阀1，启动气泵，加压（或抽气），从数字 压力计即可读出压力罐中的压力值。
(2)测试过程中需调整压力值时，使压力表显示的压力略高于所需压力值， 然后关闭进气阀，停止气泵工作，关闭平衡阀 2,调节平衡阀1使压力值至所需 值。采用此方法可得到所需的不同压力值。
?测试完毕，打开进气阀、平衡阀均可释放储气管中的压力，使系统处于 常压下备用。
实验操作要点：
?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。
?抽气速度要合适，必须防止平衡管内液体沸腾过剧，致使 B管内液体快
速蒸发。
.实验过程中，必须充分排除净 AB弯管空间中全部空气，使 B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。
测定中，打开进空气活塞，切不可太快，以免空气倒灌入 AB弯管的空 间中。如果发生倒灌，则必须重新排除空气。
在停止抽气前，应先把真空泵与大气相通，否则会造成泵油倒吸造成事 故。
平衡阀2容易出现问题，一直保持打开状态，不用再调节。
7?整个实验过程中，应保持等压计样品球液面上空的空气排净。
8?蒸汽压与温度有关，所以测定过程中恒温槽的温度波动需控制在土 0.1C。
9?实验过程中需防止U型管内液体倒灌入样品球内，带入空气，使实验 数据偏大。
10.实验结束时，必须将体系放空，使系统内保持常压，关掉缓冲罐上
抽真空开关及所有电源开关和冷却水。
11.阀的开启不能用力过强，以防损坏影响气密性。由于阀的阀芯未设防脱
装置，关闭阀门时严禁将阀上阀体旋至脱离状态，以免阀在压力下造成安全事故。
维修阀必须先将压力罐的压力释放后，再进行拆卸。连接各接口时，用力要适度， 避免造成人为的损坏。压力罐的压力使用范围为 -100KPa?250Kpa，为了保证 安全，加压时不能超出此范围。使用过程中调节平衡阀 1、平衡阀2时压力表所 示的压力值有时跳动属正常现象，待压力稳定后方可作实验。
二、实验操作及原始数据表 （30分）
大气压：104.26kPa
编
号
温
度
T
压差计
度数
平均
饱和
蒸汽
压P
1/T
lnp
1
21
291.15
-84.30
-84.36
-84.3
1
-84.3
23
19.9
37
0.003
4357
2.9926
2
24
294.15
-82.48
-82.46
-82.4
3
-82.4
57
21.8
03
0.003
3996
3.0820
3
27
297.15
-80.51
-80.50
-80.5
-80.5
23.7
0.003
3.1677
1
07
53
3653
4
30
300.15
-78.61
-78.63
-78.6
-78.6
25.3
0.003
3.2336
3
23
7
3317
5
33
303.15
-77.22
-77.56
-77.5
-77.4
26.8
0.003
3.2895
1
30
3
2987
6
36
306.15
-76.35
-76.32
-76.3
-76.3
27.9
0.003
3.3296
3
33
27
2667
7
39
309.15
-73.74
-73.82
-73.8
-73.7
30.4
0.003
3.4166
2
93
67
2347
三、 数据处理结果（20分）
vap,由斜率可以In p对1/ T作图，应为一直线，直线的斜率为
vap
,由斜率可
求算液体的△ vap H m °
? Inp裟性（I
? Inp
裟性（I闻｝
vap H m
=-2022.3
所以 Avap H m=R*2022.3=2012.87
四、 思考讨论题（20分）
1?试分析引起本实验误差的因素有哪些？
答：本实验测定的物理量为温度和压力。影响压力测量的因素：空气排 尽、温度恒定、液面相平；影响温度测量的因素：温度计的读书校正和 露出校正。
为什么AB弯管中的空气要排干净？怎样操作？怎样防止空气 倒灌？
答：由平衡管测量原理可知，只有 AB弯管中的空气排干净，才有P（A）
=P（B）=P 饱=P 外-h
操作：通过减压法除去空气
防止空气倒灌：排气时要慢，不要使气泡成串冒出，要使液体形成液封；
进气时控制好进气速度，防止空气倒灌。
本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸汽压？为什么？
答：不能。减压时低沸点组分排出量大于高沸点组分， 使溶液组成发生变
化。
4?试说明压力计中所读数值是否是纯液体的饱和蒸气压？
答：当温度恒定，两液面相平时读取压力计读数， 所读数值为室压与液体 饱和蒸气压的差值。
