一、实验目的

1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯－克拉贝龙方程式。

2.用精密数字压力计测定不同温度下乙醇的饱和气压。初步掌握真空实验技术。

3.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。

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，称为该温度下的饱蒸气压。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成蒸气，同时蒸气分子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。

纯液体的蒸气压是随温度变化而改变的，它们之间的关系可用克劳修斯—克拉贝龙方程式来表示：

dln{p﹡/[p]}/dT=—△vapHm/RT+c              （Ⅱ—2—1）

式中p﹡为纯液体在温度T时的饱和蒸气压；T为热力学温度；△vapHm为液体摩尔汽化热；R为摩尔气体常数。如果温度的变化范围不大，△vapHm视为常数，可当作平均摩尔汽化热。将（Ⅱ—2—1）式积分得：

                       ln{p﹡/[p]}= —△vapHm/RT+c                  （Ⅱ—2—2）

式中c为积分常数，拆数与压力p﹡的单位有关。

由（Ⅱ—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，ln{p﹡/[p]}对1/T作图，可得一直线。由该直线的斜率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔气化热  △vapHm。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。

测定饱和蒸气压常用的方法有动态法，静态法和饱和气流法等。

实验装置图:

缓冲储气罐示意图

DF-AF精密数字压力计

前面板示意图

（1）单位键：选择所需要的计量单位

（2）采零键：扣除仪表的零压力值（即零点漂移）

（3）复位键：程序有误时重新启动CPU

（4）数据显示屏：显示被测压力数据

（5）指示灯：显示不同计量单位的信号灯。

单位键：当接通电源，初始状态为kPa指示灯亮，显示以kPa为计量单位的零压力值；按一下“单位‘‘键，mmHg指示灯亮，LED显示以mmHg为计量单位的压力值。mmHg只适用于10KPa以下的DP~AW微压计。通常应选择法定的KPa为压力计量单位。

后面板示意图

（1）电源插座：与直电流~220V相接

（2）电脑串行口：与电脑主机后面板的RS232串行口连接

（3） 压力接口：被测压力的引入接口

（4）压力调整：被测压力满量程调整

（5）保险丝：0.2A

三、仪器和试剂

蒸气压测定装置                                        1套                                抽气泵                                      1台

精密数字气压计                                        1台                                温度计                                      2支

恒温水浴                                                       缓冲储气罐                                                乙醇（分析纯）

四、实验步骤

1. 按图用橡胶管将各仪器连接成饱和蒸气压实验装置

2.拔下等位计磨口连接管，从等位计加料口注入乙醇，使乙醇充满试液球体积的2/3和U型等位计的大部分，盖上磨口连接管。启动真空泵，抽至气泡成串上窜，关闭进气阀。

3.检查气密性：

 1）整体气密性检查：将进气阀2打开，阀1关闭（三阀均为顺时针关闭，逆时针开启）启动气泵加压至100kpa-200kpa，关闭进气阀，停止气泵工作。观察数字压力计若显示数字下降值在标准范围内（小于0.01kpa/s）说明整体气密性良好，否则需查找并xx漏气原因，直至合格。

2）微调部分的气密性检查

关闭气泵，进气阀和阀2，用阀1调整微调部分的压力，使之低于压力罐中压力的1/2，观察数字压力计，其变化值在标准范围内（小于+0.01kPa/4s），说明气密性良好。若压力值上升超过标准，说明阀2泄露，若压力值下降超过标准，说明阀1泄露。

3）与被测系统连接进行测试

去掉堵头，用橡胶管将贮气罐接口（ 2 ）与被测系统连接，接口（1）与数字压力计连接，关闭阀1，开启阀2，使微调部分与罐内压力相等。之后，关闭阀2，开启阀1，泄压至低于气罐压力。观察数字压力计，显示值变化< 0.01kpa/4s,即为合格,检漏完毕,开启阀1使微调部分泄压至0。

　4.测定

设定玻璃恒温水浴温度为25ºC，打开搅拌器开关，将回差处于0.2。当水浴温度达到30ºC时，开动真空泵，接通冷却水，开启阀2缓缓抽气，使试液球与U型等位计之间的空气呈气泡状通过U型等位计的液体而逐出。如发现气泡成串上窜，可关闭阀2（此时液体已沸腾）缓缓打开阀1，漏入空气，使沸腾缓和。如此沸腾3-4分钟试液球中的空气排除后，小心调节阀1，阀2直至U型等位计中双臂的液面等高为止，在压力计上读出并记下压力值。

重复操作一次，压力计上的读数与前一次相差应不大于+67pa，此时即认为试液球与U型等位计上的空间全部为乙醇的蒸气所充满。

五．思考

一、压力和温度的测量都有随机误差,试导出H的误差传递表达式.

答：由 H=U+PV 可得，

dH=dU+PdV+VdP       →       dH=(óu/óT)vdT+(óu/óV)TdV+pdV+Vdp      →    ΔVHm=(óu/óT)VΔT+VΔp

二、用此装置，可以很方便地研究各种液体，如苯.二氯乙烯.xxxx.水.正丙醇.异丙醇.丙酮.和乙醇等，这些液体中很多是易燃的,在加热时应该注意什么问题？

答:加热时,易燃物体不应靠得太近发热器应使其受热均匀，拿取药品时,应避免把它撒在发热器上,当用这些药品时,应把它盖好放置。

六、数据记录与处理　

所以得y= -4469.68852x+17.26278

—△vapHm/R=-4424.83256， —△vapHm=-37.16KJ/mol    C=17.26278

ln101.25=4.618，T=-4424.83256/（4.618—17.26278）=349.93K  t=76.9℃