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1、 液体饱和蒸汽压的测定 PB092061xxx Abstract；The experiment is designed to measure the saturated vapor pressure of Cyclohexane via dynamic method, namely determined by the boiling point under different external pressure. On the other hand, we can also infer the boiling point under room temperature with the help
2、 of P-T graph and its polynomial fit curve. Further process on the P-T graph gives us the linear correlation of ln(p)-1/T,which can be used to determine the vaporizing enthalpy.关键词：Clausius-Clapeyron方程、饱和蒸气压、动态法测纯溶体沸点一、 前言饱和蒸气压是表征液体的一项重要物理化学参数，由饱和蒸气压可以推算出与该液体相关的很多热力学性质。测量液体饱和蒸气压常用的方法有三种：静态法、动态法以及饱和气
3、流法。本实验中选择了动态法，即在不同外部压力下测定液体的沸点。该方法的优点在于实验所需的仪器要求不高，精度较高，重复性好，且可以利用少量的液体样品快速的得出结果。此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。理论上说，每次测得一个数据点时都应该立刻读取实时的外界大气压值，不过由于实验条件的限制，只能隔一段时间读取一次气压值并取其平均值，即认为大气压值在一段较短的时间内维持不变。二、 实验部分1.实验准备在实验开始之前先读取当时的实验室环境温度及大气压值，打开真空泵，检查系统的工作状态并确认实验装置（WYB-1型真空稳压包）的气密性
4、。将控温仪（万和DTC-2A1）的目标温度设定为83oC，打开平衡部分的搅拌装置（JJ-1增力电动搅拌器）。 纯液体饱和蒸汽压测定装置图1-盛水大烧杯;2-温度计(分度值为0.1);3-搅拌;4-平衡管;5-冷凝管;6-开口U形水银压力计;7-具有保护罩的缓冲瓶;8-进气活塞;9-抽气活塞;10-放空活塞;11-安全瓶;12、13-橡皮管14-三通活塞随着体系温度升高，A、B管之间的空气被逐渐排出，当气泡均匀稳定的冒出时说明空气已经完全被排出，此时逸出的气体为环己烷蒸气。将减压部分与大气相通，使C处的气压与外界大气压相等。停止加热，使体系逐渐冷却，可以看到气体逸出的速度逐渐减慢，B、C两处的页
5、面高度也在不断减小，当B、C液面等高时，认为内部蒸气压与外部气压相同，此时为外界大气压，记录下液面等高时温度计的读数。如果读取的是恒温仪上的温度读数，则必须校正为温度计的读数，这是因为电子温度计容易受到周围电磁条件的影响，重复性较差。实验中共测量了五次环境温度与外界大气压值。 1 2 3 4 5 平均值温度/oC 22.60 22.45 22.90 22.90 22.40 22.65气压/mmHg 75.545 75.540 75.540 75.475 75.560 75.532由于读出的是mmHg为单位的气压值，由压强计算公式可得 查得汞的密度为13.593kg/cm3，关与重力加速度g，标
6、准值为9.8，由修正公式：其中为测量地点的纬度，h为测量地点的海拔高度。合肥地区纬度为北纬31度52分，平均海拔以20m计算；代入可得 g修正=9.7943kg*m/s2因此，可得外界大气压值为： 以测得的蒸气压P对相应的温度T（K）作图2.饱和蒸气压的测量由于第一次实验读数是以电子温度计为准，因此必须进行校正 电子温度计示数t/oC 温度计T/oC 80.65 80.60 80.41 81.35 79.40 79.35 74.25 74.20 70.04 69.95 65.64 65.70 63.18 63.25由于两个温度计的示数之间的关系不一定是线性的，因此用多项式拟合，设定的最高阶为2
7、阶；拟合的结果为： R-Square SD N P-0.99807 0.39588 7 0.0001- 经过简单验证，将摄氏温标转化为热力学温标，做出P-T曲线（第一次实验数据） 样品饱和蒸气压P与体系温度T关系图同样重复实验3次，之后的两次实验在读取温度时以温度计为准，不需要进行校准； 第二次 第三次 三次实验P-T关系图从图中可以看出本实验的重复性交好，三次实验数据得到的曲线几乎完全重合。对实验测得的P-T数据进行多项式拟合（二阶），其中第三组数据获得的拟合曲线相关系数最接近1，以第二组数据外推环己烷的正常沸点（T=298.15K条件下）。拟合的结果为 带入相应的温度，得P=20.91kp
8、a查阅相关文献可知环己烷的饱和蒸气压为13.098kpa（25oC），可以看到还是有较大差距的。可能与实验中体系平衡条件的判断有关，毕竟页面持平的判断有一定的认为主观因素在内。3. 摩尔蒸发焓的确定由Clausius-Clapeyron方程可知： 温度在较小区间内变化时，视为一个与温度无关的常数，两边对T积分可得： 对饱和蒸气压的测量值取对数，对1/T做图。得到的应为一条直线，该直线的斜率为，借此可以计算出该物质的蒸发焓。 第一次测得的ln（p）1/T关系图 第二次测得的ln（p）1/T关系图 第三次测得的ln（p）1/T关系图由于三条直线的重合度太高，不再同一坐标下绘出，否则无法分辨。 分组
9、 斜率 摩尔蒸发焓/kj*mol-1 1 -3849.96963 32.00865 2 -3872.59786 32.19678 3 -3906.46114 32.47832平均焓变值为 三、 实验结论本实验中可以看到动态法测量液体的饱和蒸气压具有很好的重复性，在相同条件下重复实验可以获得相近的结果。不足的是第一次实验的温度校正曲线存在一定的偏差，导致第一组P-T曲线拟合时拟合的相关度较差，因此后两组实验时均直接读取温度计上的示数而不再借助于校正曲线，可以看到校正曲线近给定的数据点附近吻合的较好。另一方面，饱和蒸气压的测量值与公认值相差较多，由于拟合的相关性较高，因此排除了拟合曲线与实际P-T关系不相符的可能性。因此可能是实验中压强的读取不准等其他方面的误差引起的。
