文档介绍：物理化学综合性实验指导书

徐州师范大学化学系
物理化学实验改革课题组编
物理化学综合性实验

液体饱和蒸气压的测定——静态法
一、预习提问
?
?
,开泵和停泵时要注意哪些问题?
?
?如若某一体系压力大于大气压则又如何检漏?
AB 间空气已全部排除?如未排除时实验有何影
响?
、放气速度应如何控制?为什么?
?

二、实验目的及要求
(亦称等位法)测定纯液体在不同温度下蒸气压
的原理,进一步理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。
,并掌握真空泵、
恒温槽及气压计的使用。
的平均摩尔汽化热及正常
沸点。

三、实验原理
一定温度下,于一真空的密闭容器中放入纯液体,液体很快和它
的蒸气建立动态平衡。按气体分子运动论,动能较大的分子从液相逸
出至气相,动能较小的分子会由气相撞击进入液相。当两者速度相等
时,便达气液平衡。此时的气相压力称为饱和蒸汽压。液体的饱和蒸
汽压是温度的函数,且为正相关。即温度升高,蒸气分子向液面逸出
的分子数增多,蒸气压增大。反之,温度降低时,则蒸气压减小。当
蒸气压与外界压力相等时,液体便沸腾;外压不同时,液体的沸点也
不同。便把外压为 101325Pa 时的沸腾温度称为液体的正常沸点。液
体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯—克拉贝龙
(Clauslus-Clapeyron)方程式来表示:
/ln ppd ΔvapH
a = m
dT RT 2
(1)
式中p为液体在温度T 时的饱和蒸气压(Pa),T为热力学温度(K),
-1
ΔvapH m 为液体摩尔汽化热( ),R为气体常数。在温度变化较小
的范围内,则可把ΔvapH m 视为常数(当作平均摩尔汽化热)。可将上式
积分得:
ΔvapH
lg p −= m + B (2)
RT
式中 B 为积分常数。与压力 p 的单位有关。由(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,以 lgp 对 1/T 作图,可
ΔvapH
得一直线,而由直线的斜率( m −= m )可以求出实验温度范围
R
内液体平均摩尔汽化热ΔvapH m 。
四、实验装置图
测定纯液体饱和蒸汽压有三种方法:静态法、动态法与气体饱和
法。静态法是将待测液体放在一封闭系统中,以等压管直接测量不同
温度下液体的饱和蒸汽压。被测液体所吸收的或溶解的比该液体具有
更大挥发性的气体杂质能基本被除净,此法较为灵敏。一般适用于饱
和蒸汽压较大的液体。但对于较高温度下的饱和蒸汽压的测定,由于
温度难于控制而准确度较差。动态法与饱和气流法见后。
静态法测蒸气压的方法是调节外压以平衡液体的蒸气压,求出外
压就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。其实验装置如图所示。

测定液体饱和蒸气压装置
; ; ; ;
; ;
所有接口必须严密封闭,避免漏气。

五、仪器与药品
恒温装置 l 套;真空泵及附件1 套;气压计1 台,
等位计 1 支;数字式低真空测压仪 1 l4 (.);硅胶;石蜡。

六、实验步骤(静态法)
(如图):
等压计亦称为平衡管,有Ⅰ球和U 形管Ⅱ、Ⅲ组成。Ⅰ球中储存
液体,当Ⅱ、Ⅲ间的U 形管中的液面在同一水平时,表示Ⅰ、Ⅲ管间
空间的液体蒸汽压恰与管Ⅱ上方的外界压力相等。记下此时的温度和
压力值,此即气液平衡的温度(沸点)与饱和蒸汽压。

l4液体,使A球中装有 2/3 的液体,U形B
的双臂大部分有液体。将装妥液体的等位计,按图Ⅱ—1—1 接好,
打开冷却水,关闭活塞H,G。打开真空泵抽气系统,打开活塞G,使
低真空测压仪上显示压差为 40000Pa ~ 53000Pa(300mmHg 一
400mmHg)。关闭活塞G,注意观察压力测量仪的数字的变化。如果系
统漏气,则压力测量仪的显示数值逐渐变小。这时细致分段检查,寻
找出漏气部位,设法消除(接口内抹真空油、石蜡等)。

调节恒温槽至所需温度后,打开活塞 G 缓缓抽气,使 A 球中液体
内溶解的空气和 A、B 空间内的空气呈气泡状通过 B 管中液体排出。
抽气若干分钟后,