试验四纯液体饱和蒸汽压的测定分析

实验四 纯液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的1. 掌握用静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸汽压。2. 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。二、实验原理在一定温度下， 与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为饱和蒸气压这里的平衡状态是指动态平衡。 在某一温度下， 被测液体处于密闭真空容器中，液体分子从表面逃逸而成蒸气， 蒸气分子又会因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相同时，就达到了动态平衡， 此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。当液体处于沸腾状态时，其上方的压力即为其饱和蒸气压。温度不同，分子从液体逃逸的速度不同，因此饱和蒸气压不同。饱和蒸气压与温度的关系可用克 -克方程来表示 ：2ln{p }vapmHddTRT（2-1）式中 p*——液体在温度 T 时的饱和蒸气压， Pa；T——热力学温度， K；ΔvapHm——液体的摩尔汽化热，J· mol-1；R——摩尔气体常， 8.314 K-1· mol-1。如果温度的变化范围不大， ΔvapHm 视为常数， 可当作平均摩尔汽化热。 对式（2-1）进行积分得：lnvapmHpCRT（2-2）式中 c 为积分常数，此数与压力 p*的单位有关。此式表示在一定温度范围内，液体饱和蒸气压的对数值与温度的倒数成正比。如果测定出液体在各温度下的饱和蒸气压，以lnp* 对 1/T 作图，可得一条直线，根据直线斜率可求出液体的平均摩尔汽化热。当外压为101.325kPa 时，液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。 在图中， 将该直线外推到压力为常压时的温度，即为液体的正常沸点。测定液体饱和蒸气压的方法有三种，分别为动态法、静态法和饱和气流法。动态法是指在连续改变体系压力的同时测定随之改变的沸点；静态法是指在密闭体系中改变温度而直接测定液体上方气相的压力；饱和气流法是在一定的液体温度下，采用惰性气体流过液体， 使气体被液体所饱和， 测定流出的气体所带的液体物质的量而求出其饱和蒸气压。本实验采用静态法进行测量， 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，有升温法和降温法两种。 本实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压。图 1 等位计实验时，等位计（图 1）的 A 球中盛有被测样品 C2H5OH，U 形部分 B 中也盛有 C2H5OH 液体作为封闭液。实验开始时， A 球液面上方充满混合气体（空气与乙醇蒸气），当对系统抽气时， A 球液面上方的混合气体通过封闭液...