水飽和蒸氣壓的實驗測定第一頁，共十六頁，2022年，8月28日一、實驗目的

掌握靜態法測定純液體飽和蒸氣壓的原理及方法，學會用圖解法求純液體的平均摩爾氣化熱和正常沸點。明確純液體飽和蒸氣壓的概念及其與溫度的關系，加深對克－克的理解。了解數字式低真空測壓儀，熟悉常用氣壓計的使用及校正方法，初步掌握真空實驗技術。第二頁，共十六頁，2022年，8月28日二、實驗原理在一定溫度下，純液體與其自身的蒸氣達到氣液平衡時，蒸氣的壓力稱為該溫度下該液體的飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸發1mol液體所吸收的熱量稱為該溫度下該液體的摩爾氣化熱。當液體的飽和蒸氣壓等于外界壓力時，液體沸騰，此時的溫度即為該液體的沸點。當外壓為一個標準大氣壓時，液體的沸點稱為正常沸點。第三頁，共十六頁，2022年，8月28日二、實驗原理T為熱力學絕對溫度，K將蒸氣視為理想氣體，飽和蒸氣壓與溫度的關系可用克勞修斯－克拉貝龍方程式表示:p為純液體在溫度T時的飽和蒸氣壓，Pa△vapHm為純液體在溫度T時的摩爾氣化熱，J·mol-1R為摩爾氣體常數，8.314J·mol-1·K-1第四頁，共十六頁，2022年，8月28日二、實驗原理第五頁，共十六頁，2022年，8月28日二、實驗原理靜態法在某一溫度下將被測液體放在一個密閉的體系中，直接測量其飽和蒸氣壓。此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。本實驗采用靜態法測定純水的飽和蒸氣壓。測定液體飽和蒸氣壓的方法主要有三種：飽和氣流法在一定溫度和壓力下通過一定體積巳被待測液體所飽和的氣流，用某物質完全吸收，然后稱量吸收物質增加的重量，便可計算蒸氣的分壓，即該溫度下被測液體的飽和蒸氣壓。此法一般適用于蒸氣壓比較小的液體。動態法利用當液體的蒸氣壓與外壓相等時液體沸騰的原理，測定液體在不同外壓時的沸點，從而求出不同溫度下的蒸氣壓。此法對溫度控制要求不高，對于沸點較低的液體，用此法測定蒸氣壓與溫度關系是比較好的。第六頁，共十六頁，2022年，8月28日三、儀器與試劑

液體蒸氣壓測定裝置，如下圖所示：1-平衡管2-攪拌器3-溫度計4-緩沖瓶5-恒溫水浴6-三通活塞7-直通活塞液體蒸氣壓測定裝置1套；真空泵（共用）1臺；電爐1臺；100℃（1/10）水銀玻璃溫度計1根；純水第七頁，共十六頁，2022年，8月28日四、實驗步驟1、將純水裝入等壓計中將等壓計從液體蒸氣壓測定裝置中卸下。往等壓計中倒入少許純水，傾倒等壓計，并不斷改變其傾斜度，使純水由球C流經U型管、球B、最后到達A。反復上述操作次數，直至球A中裝入的2/3體積的純水為止。將等壓計豎直，向球C倒入純水，至U型管兩邊處同一水平時，水面接近球B的底部為止。最后將等壓計小心裝回裝置中。第八頁，共十六頁，2022年，8月28日四、實驗步驟2、檢查系統是否漏氣關閉直通活塞7，開動真空泵，慢慢旋轉三通活塞6使系統與真空泵連通，抽氣減壓至壓力計示數約為-53.3kPa（-400mmHg）時，關閉三通活塞6，使系統與真空泵、大氣皆不相通。觀察壓力計示數，如果在3-5min內維持不變，則系統不漏氣。否則，說明系統漏氣，這時應仔細檢查裝置各個部分，特別注意檢查各部分的連接處，設法排除漏氣故障。第九頁，共十六頁，2022年，8月28日四、實驗步驟3、排除球A和球B間的空氣打開直通活塞7，讓系統與大氣相通，關閉三通活塞6，接通回流水，開啟電爐對水浴加熱，攪拌。當水浴溫度升為96℃時，停止加熱，關閉直通活塞7，開動真空泵，慢慢打開三通活塞6抽氣，使系統減壓至液體輕微沸騰，此時AB管內的空氣不斷隨蒸氣經C管逸出。如此持續3-5min，可認為空氣排除干凈，關閉三通活塞6。第十頁，共十六頁，2022年，8月28日四、實驗步驟4、不同溫度下純水飽和蒸氣壓的測定球A中的蒸氣經球B從球C上方逸出，U型管中的水面，右邊降低，左邊升高。隨著水浴溫度的下降，U型管兩邊液面高差不斷減小，至兩邊處于同一水平時，迅速記下此時的溫度和壓力。開動真空泵，細心而快速地打開活塞6使系統與真空泵微微連通，抽氣減壓至壓力計示數減小約5.3kPa時，關閉活塞6，待U型管兩邊的液面處于同一水平時，又迅速記下此時的溫度和壓力。重復上述操作直至水浴的溫度降至60-70℃時為止。最后打開活塞7，關閉活塞6，關閉回流水、真空泵、電源。第十一頁，共十六頁，2022年，8月28日五、實驗記錄及數據處理

1、將測得數據列成下表：

室溫：

；氣壓計讀數：

；校正后的大氣壓值：

。次序溫度t/℃溫度T/K(1/T)/K-1測壓儀的示數/Pa蒸氣壓P/PalnP123…第十二頁，共十六頁，2022年，8月28日五、實驗記錄及數據處理2、作lnp～1/T圖，求純水的正常沸點T正常。4、計算T正常、△vapHm的相對誤差，并對實驗結果進行討論。3、依據lnp～1/T直線的斜率，求純水在實驗溫度區內的平均摩爾氣化熱△vapHm

。第十三頁，共十六頁，2022年，8月28日六、實驗注意事項

（1）測定前必須將平衡管A、B中的空氣驅凈，使B管液面上方只含待測液體的蒸氣分子。整個實驗過程中，要嚴防空氣倒灌。（2）及時開動冷凝水管，防止液體的蒸氣來不及冷凝，沖到冷凝管上端。抽氣速度要適中，以免等壓計內液體沸騰過劇使球B、C內液體被抽盡。（3）當管B、C中液面平齊時要立即讀數，包括壓力及溫度，讀畢還要快速抽氣減壓。因此，同組人員必須注意力集中，密切配合。第十四頁，共十六頁，2022年，8月28日七、提問與思考1、什么叫液體的飽和蒸氣壓？什么叫正常沸點？液體的沸點與外壓有何關系？2、本實驗方法能否用于測定溶液的蒸氣壓？為什么？3、等壓計U形管中的液體起什么作用？4、能否在加熱情況下檢查是否漏氣？5、實驗過程中為什么要防止空氣倒灌？6、實驗時抽氣空氣的速度應如何控制？為什么？7、實驗時大燒杯中的水為什么一定要淹沒等壓計球A和球B間的U型管？第十五頁，共十六頁，2022年，8月28日八、參考文獻

1、顧月姝主編．基礎化學實驗（III）——物理化學實驗．北京：化學工業出版社，2004．2、復旦大學等編．物理化學實驗．第三版．北京：高等教育出版社，200