液体饱和蒸气压

实验报告

课程名称： 中级化学实验 Ⅱ

实验项目名称： 饱和蒸汽压的测定 指导老师 王永尧 一、 实验目的和要求 1. 加深理解饱和蒸汽压，活度和渗透系数等概念。

2. 学习测定液体的饱和蒸汽压的方法，了解蒸汽压数据的应用。

3. 理解蒸汽压降低，沸点升高等溶液性质及稀溶液的依数性。

4. 熟悉温度计的露茎校正方法。

5. 了解数字真空仪，熟悉福廷式测压仪的使用及校正方法，初步掌握真空试验技术。

二、 实验内容和原理

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：

dlnpvapHm (1) 2dTRT

式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。 假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：

lnpvapHm1C (2) RT

vapHm

R其中C为积分常数。由此式可以看出，以lnp对1/T作图，应为一直线，直线的斜率为 

率可求算液体的ΔvapHm。 ，由斜

继而ΔvapSm= （ΔvapHm）/T

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。

三、主要仪器设备 仪器：密数字压力计，真空泵及缓冲储气罐，沸点计，气压计一套，温度计2支（分度为0.1与0.5），放大镜

试剂：蒸馏水

四、操作方法和实验步骤

1、 检漏。检查活塞和气路，开启真空泵，抽气至系统达到一定真空度，关闭活塞11，停止抽气。观察数

字式压力测量仪的读数，判断是否漏气，如果在数分钟内压力计读数基本不变，表明系统不漏气。若有漏气，则应从泵至系统分段检查，并用真空油脂封住漏口，直至不漏气为止，才可进行下一步实验。

2、 检查电路线路，确定线路清晰以及安全即可控制气压计读数在-70kpa左右，开始加热观察温度计的读

数。

3、 每次调整内部气压，大概差值在7kpa左右，待沸腾且气压计稳定后记录每次的温度计读数，上端辅助

温度计的读数以及压力计读数。测出12组数据，最后读出温度计露出部分最低端的温度记录下来。

五、实验数据记录和处理

校正后室温：22.5℃ 即295.65 K ；大气压：101.76kPa（22.5 ℃）

查文献得 水的Antoine 常数：40℃~168℃ A=18.304 B=3816.4 C=46.13

数据记录及处理见附图表

得

A=18.309 A值的相对误差=0.02732%

B=3820.3 B值的相对误差=0.1022%

又根据公式算得

ΔvapHm = BRT/ （T-C） = 44663 J/mol = 41.35 kJ/mol

ΔvapSm=（ΔvapHm）/T= 110.8 J/（mol*K）

经查文献值可得：ΔvapHm = 40.68 kJ/mol

相对误差=1.647%

六、实验结果与分析 实验结果表明，测得的水蒸发焓偏大，相对误差小于 2% ，结果符合预期，但相对较大，分析有一下原因：

1.选取的温度范围较窄，未接近水的沸点；

2.数据过密，导致随机误差增大

七、实验心得与讨论

思考题： 22

1．

2．

3．

4．

5．

6．

7．

回答： 为什么要检查漏气？ 使用真空泵时应注意哪些？ 为什么要进行细致的温度和压力校正？如何校正？ 怎样保证实验中温度和压力能够测准？ 对比分析静态法与动态法的优缺点和适用对象。 相同压力下，纯液体和相应溶液的沸点有什么不同？为什么？ 检验下实验结果是否符合依数性公式？若不符合为什么？

1. 漏气会导致测得的压力不准确，不能得到平衡的一个状态。

2. 先通气，开泵，关泵，通大气。

3. 该实验中对温度以及压力的数据精度要求都很高，所以才会要进行细致的校正。校正方法即为露茎校

正和温度以及纬度压力校正。

4. 保证3min以内温度以及压力计上的示数保持不变即可。

5. 静态法：优点是可以任意的控制不同的压强来测不同的温度，缺点是不能很好的控制温度间隙；动态

法：能够控制不同的温度来测不同的饱和蒸汽压，缺点是压强之间的间隔不能很好的控制。

6. 纯液体的沸点要比相应溶液的沸点低，原因是溶液浓度上升导致蒸气压上升。

7. 根据实验结果和文献资料显示结果是比较不符合依数性的，因为我们实验测得的是70-100范围内的一

个平均摩尔蒸发焓与熵，而不是准确的一个温度下一个值，所以与文献提供的数据是比较不符合溶液的依数性公式的。