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1、21 实 验实验一 液体饱和蒸气压的测定一、目的与要求1 了解用静态法（亦称等位法）测定异丙醇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；2 掌握真空泵、恒温槽及气压计的使用。3 学会用图解法求所测温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。二、预习与思考1预习基础知识与技巧部分的热效应测量技术及仪器、温度控制技术和压力测量技术及仪器；2思考：（1）汽化热与温度有无关系？克克方程在什么条件下才能应用？ （2）实验中测定哪些数据？精确度如何？有几位有效数字？作图是怎样选取坐标分度？（3）用此装置可以很方便地研究各种液体，如苯、乙醇、异丙醇、正丙醇、丙酮、四氯化碳、水和二氯乙烯等，
2、这些液体中很多是易燃的，在加热时应该注意什么问题？三、实验原理一定温度下，在一真空的密闭容器中，液体很快和它的蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速度相等，此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸汽压，液体的蒸气压与温度有一定关系，温度升高，分子运动加剧，因而单位时间内从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。我们把外压为 101325Pa 时沸腾温度定为液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯克拉贝龙方程式来表示：(2.1)2lnRTHdpmva式中 p
3、 为液体在温度 T 时的饱和蒸气压（Pa） ，T 为热力学温度（K） ， 为液mvapH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 视为常数，当vap作平均摩尔汽化热，将上式积分得：- - 22(2.2)ARTHpmvap30.2lg式中 A 为积分常数，与压力 p 的单位有关。由（2.2）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 作图，可得一直线，而由直线的斜率可以求1出实验温度范围的液体平均摩尔汽化热 。mvaH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 -1-1所示。所有接口必须
4、严密封闭。图 -1-1静态法测蒸气压装置示意图1等位计；2搅拌器；3温度计；4冷阱；5低真空测压仪；6缓冲储气罐四、仪器与药品仪器：恒温装置 1 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 台；试剂：乙醇（A.R.）五、实验步骤1装样从等位计 R 处注入乙醇液体，使 A 球中装有 2/3 的液体，U 形 B 的双臂大部分有液体。232检漏将装有液体的等位计，按图 -2-1接好，打开冷凝水。打开进气阀，缓慢旋转平衡阀 2 使真空泵与系统连通，对系统缓缓抽气，使低真空测压仪上显示压差为 4000Pa5300Pa（300mmHg400mmHg） 。关闭进气阀和平
5、衡阀 2，并使真空泵与大气连通，停泵。注意观察压力测量仪数字的变化。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。 调节恒温槽至所需要的温度后，对系统缓缓抽气，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，关闭进气阀和平衡阀 2，并使真空泵与大气连通，停泵。调节 H，使空气缓慢进入测量系统，直至 B 管中双臂液面等高，从压力测量仪上读出压力差。同法再抽气，再调节 B 管中双臂等液面，重读压力差，直至两次的压力差读数相差无几，则表示 A 球液面上的空间已全被乙醇充满，记下压力测量仪上的读数。用上述方法
6、测定 6 个不同温度时乙醇的蒸气压（每个温度间隔为 5K） 。在实验开始时，从气压计读取当天的大气压。六、实验注意事项1整个实验过程中，应保持等压计 A 球液面上空的空气排净。2抽气的速度要合适。必须防止等位计内液体沸腾过剧，致使 B 管内液体被抽尽。3蒸气压与温度有关，故测定过程中恒温槽的温度波动需控制在0.1K。4实验过程中需防止 B 管液体倒灌入 A 球内，带入空气，使实验数据偏大。七、数据记录和结果处理1自行设计实验数据记录表，既能正确记录全套原始数据，又可填入演算结果。2 计算蒸气压 p 时：p = p - E。式中 p为室内大气压（由气压计读出后，加以校正之值） ，E 为压力测量仪上读数。3 以蒸气压 p 对温度 T 作图，在图上均匀读取 8 个点，并列出相应表格，绘制成lgp1/T 图。4从直线 lg p1/T 上求出实验温度范围的平均摩尔汽化热，及正常沸点。5以最小二乘法求出乙醇蒸气压和温度关系式 中的 A、B 值。lgpT八、问题与讨论1本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压，为什么？2按误差传递估算 的相对误差；本实验的系统误差是什么？ mvapH3为什么温度愈高测出的蒸气压误差愈大？
