化学实验中心

一、实验目的和要求一、实验目的和要求

二、实验原理二、实验原理

三、实验仪器与药品三、实验仪器与药品

四、实验步骤四、实验步骤

五、数据处理五、数据处理

六、注意事项及思考问题六、注意事项及思考问题

1.1. 用平衡管测定不同温度下液体的饱和用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气。 蒸气。

2.2. 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系；克劳修斯系；克劳修斯 -- 克拉贝龙克拉贝龙 (Clausius-Clape(Clausius-Clapeyron)yron) 方程式的意义；并学会由图解法求方程式的意义；并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。其平均摩尔气化热和正常沸点。

一、实验目的和要求一、实验目的和要求

3.3. 掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法。 操作方法。

4.4. 了解真空泵、恒温槽、气压计的使用了解真空泵、恒温槽、气压计的使用及注意事项。 及注意事项。

一、实验目的和要求一、实验目的和要求

在通常温度下在通常温度下 (( 距离临界温度较远时距离临界温度较远时 )) ，纯，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下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。蒸发液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发 1mo1moll 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 气化热。

二、实验原理二、实验原理

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯劳修斯 -- 克拉贝龙方程式表示克拉贝龙方程式表示 : :

式中，式中， RR 为摩尔气体常数为摩尔气体常数 ;T;T 为热力学温为热力学温度度 ;ΔvapHm;ΔvapHm 为在温度为在温度 TT 时纯液体的摩时纯液体的摩尔气化热。尔气化热。

(1) ln

2RT

H

dT

pd mvap

假定假定 ΔvapHmΔvapHm 与温度无关，或因温度范与温度无关，或因温度范围较小，围较小， ΔvapHmΔvapHm 可以近似作为常数，可以近似作为常数，积分上式，得积分上式，得 : : (2)(2) 其中其中 CC 为积分常数。由此式可以看出，为积分常数。由此式可以看出，以以 lnplnp 对 对 1/1/TT 作图，应为一直线，直线作图，应为一直线，直线的斜率为 ，由斜率可求算液体的的斜率为 ，由斜率可求算液体的ΔvapHmΔvapHm 。 。

CTR

Hp mvap

1ln

R

Hmvap

测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用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。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，实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如试验步骤中的图如试验步骤中的图 11 所示。所示。

等压管原理：等压管原理：当当 aa 、、 bb 球的上部纯粹是待测液体的蒸球的上部纯粹是待测液体的蒸气，气， bb 球与球与 cc 球之间的管中液面在同一水平时，则表示球之间的管中液面在同一水平时，则表示加在加在 bb 管液面上的蒸气压与加在管液面上的蒸气压与加在 cc 管液面上的外压相等管液面上的外压相等。。

1.1. 仪器 仪器 纯液体饱和蒸气压测定装置纯液体饱和蒸气压测定装置 11 套； 直尺套； 直尺 11 把把

。 。 2.2. 药品 药品 蒸馏水；乙醇。蒸馏水；乙醇。

三、实验仪器与药品三、实验仪器与药品

方法一方法一 : : 升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压

四、实验步骤四、实验步骤

图图 1 1 纯液体饱和蒸气压测定装置图纯液体饱和蒸气压测定装置图

1.1. 系统气密性检查 系统气密性检查 关闭缓冲关闭缓冲贮气罐贮气罐上的进空气活塞上的进空气活塞 (( 平衡阀平衡阀 1)1) ，打，打

开平衡阀开平衡阀 22 ，旋转缓冲，旋转缓冲贮气罐贮气罐与真空泵之间的连通与真空泵之间的连通活塞使系统与真空泵接通，开动真空泵，抽气减压活塞使系统与真空泵接通，开动真空泵，抽气减压至负压计显示屏数值为至负压计显示屏数值为 83kPa83kPa 时，关闭缓冲时，关闭缓冲贮气罐贮气罐

上的活塞，使系统与真空泵、大气皆不通。观察数上的活塞，使系统与真空泵、大气皆不通。观察数字负压计的数值，如负压计的数值在数分钟内维持字负压计的数值，如负压计的数值在数分钟内维持不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查，排除不变，则表明系统不漏气。否则应逐段检查，排除漏气故障。漏气故障。

2.2. 排除系统内的空气 排除系统内的空气 系统内的压力包括两部分系统内的压力包括两部分 :: 一是待测液的蒸气压一是待测液的蒸气压 ;;

另一部分是空气的压力。测定时，必须将其中的空另一部分是空气的压力。测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证待测液面上的压力为液体的蒸气排除后，才能保证待测液面上的压力为液体的蒸气压。排除方法为：先将接通冷凝水，接通恒温水气压。排除方法为：先将接通冷凝水，接通恒温水浴，调节水浴温度，浴，调节水浴温度，旋转缓冲贮气罐与真空泵之间的连旋转缓冲贮气罐与真空泵之间的连

通活塞使系统与真空泵接通，通活塞使系统与真空泵接通，抽气降压至液体轻微沸抽气降压至液体轻微沸腾，此时系统内的空气不断随蒸气逸出，如此沸腾腾，此时系统内的空气不断随蒸气逸出，如此沸腾数分钟，可认为空气被排除干净。数分钟，可认为空气被排除干净。

3.3. 饱和蒸气压的测定 饱和蒸气压的测定 待空气排除干净且体系温度恒定后，待空气排除干净且体系温度恒定后，关闭平衡阀关闭平衡阀

22 ，，用手指堵住平衡阀用手指堵住平衡阀 11旁的进气口，打开缓冲贮旁的进气口，打开缓冲贮气罐上的活塞缓缓从指缝间漏入空气（切不可太快，气罐上的活塞缓缓从指缝间漏入空气（切不可太快，以免空气倒灌入平衡管中，如果发生空气倒灌，则以免空气倒灌入平衡管中，如果发生空气倒灌，则须重新排除空气须重新排除空气 )) ，直至平衡管中的，直至平衡管中的 UU 型部分液型部分液面平齐，关闭进气活塞，立即记录温度与真空表显面平齐，关闭进气活塞，立即记录温度与真空表显示的数值。 示的数值。

然后，将恒温水浴温度升高然后，将恒温水浴温度升高 5℃5℃，因温度升，因温度升高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不断高后，液体的饱和蒸气压增大，液体会不断沸腾。为了避免平衡管中液体大量蒸发，应沸腾。为了避免平衡管中液体大量蒸发，应随时打开缓冲随时打开缓冲贮气罐贮气罐上平衡阀上平衡阀 11旁的进气活塞旁的进气活塞缓缓放入少量空气，防止平衡管中的液体暴缓缓放入少量空气，防止平衡管中的液体暴沸。当体系温度恒定后，再次沸。当体系温度恒定后，再次缓缓从指缝间漏入缓缓从指缝间漏入

空气使平衡管中的空气使平衡管中的 UU 型部分液面平齐，记录型部分液面平齐，记录温度和负压。然后依次每升高温度和负压。然后依次每升高 5℃5℃，测定一，测定一次负压，总共测次负压，总共测 66 个值。个值。

五、数据处理五、数据处理1.1. 数据记录表 数据记录表

大气压大气压 kPa kPa 室温室温 ℃℃

测定温度测定温度 负压值负压值 （（ 25.00±0.1 ℃25.00±0.1 ℃ ））

（（ 30.00 ±0.1 ℃30.00 ±0.1 ℃ ））

（（ 35.00 ±0.1 ℃35.00 ±0.1 ℃ ））

（（ 40.00 ±0.1 ℃40.00 ±0.1 ℃ ））

（（ 45.00±0.1 ℃45.00±0.1 ℃ ））

（（ 50.00±0.1℃50.00±0.1℃ ））

2.2. 数据处理表数据处理表

pp（（ kPkPaa））

ln{p}ln{p} TT（（ kk））

1/T1/T

3.3.绘出乙醇的蒸气压温度曲线。绘出乙醇的蒸气压温度曲线。4.4. 以以 lnplnp 对 对 1/1/TT 在坐标纸上作图，求出直在坐标纸上作图，求出直

线的斜率，并由斜率算出此温度间隔内乙醇线的斜率，并由斜率算出此温度间隔内乙醇的平均摩尔气化热的平均摩尔气化热 ΔvapHmΔvapHm ，通过图求出乙，通过图求出乙醇的正常沸点。 醇的正常沸点。

 

1.1. 减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要减压系统不能漏气，否则抽气时达不到本实验要求的真空度。 求的真空度。

2.2. 必须充分排净平衡管中的全部空气，使乙醇液面必须充分排净平衡管中的全部空气，使乙醇液面上空只含乙醇的蒸气分子。上空只含乙醇的蒸气分子。怎样操作，怎样防止空气倒怎样操作，怎样防止空气倒灌灌 ??

3.3. 升温法测定中，打开进空气活塞时，切不可太快升温法测定中，打开进空气活塞时，切不可太快，以免空气倒灌入平衡管的空间中，如果发生倒灌，，以免空气倒灌入平衡管的空间中，如果发生倒灌，则必须重新排除空气。则必须重新排除空气。

44 、实验结束后，必须首先拆除实验装置的连接橡、实验结束后，必须首先拆除实验装置的连接橡皮管，最后关闭真空泵电源，以防止真空泵中的循环皮管，最后关闭真空泵电源，以防止真空泵中的循环水倒灌入缓冲贮气罐。水倒灌入缓冲贮气罐。

六、注意事项及思考问题六、注意事项及思考问题