液体饱和蒸气压的测定 1. 实验目的（要求）(1) 掌握等压管测定液体饱和蒸气压的原理和方法。
(2) 了解蒸气压的概念和影响因素。
(3) 学会应用克－克方程，求得乙醇的摩尔气化热。
(4) 学会温度计露出校正方法。
2. 实验原理（概要）在一定温度下，纯液体与其蒸气达到相平衡状态时的压力，称为该液体在此温度下的饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的本性及温度等因素有关，纯液体饱和蒸气压随温度上升而增加。
根据热力学理论可以导出饱和蒸气压与温度的关系式，此式称克拉贝龙－克劳修斯方程，简称克－克方程。
其微分式如下：2mvap d ln d RTH T p ∆= （S20-1）式中p 为纯液体饱和蒸气压，T 为绝对温度，△vap H m 为液体的摩尔气化热，R 为通用气体常数。
当上述各物理量用SI 制单位时，R ＝ 8.314 J ּmol －1ּK －1。
在一定外压下，纯液体与其蒸气达到气液平衡时的温度称为沸点。
因此，克-克方程也表示纯液体的外压p 与沸点T 的关系。
在101325 Pa 的外压下，纯液体的沸点称为正常沸点。
纯液体的气化热随温度上升而降低。
通常温度下，气化热随温度变化较小，在临界温度附近，气化热急剧下降。
在临界温度时，纯物质气化热为零。
当远离临界温度，而且温度变化较小时，气化热△vap H m 可视为常数。
对式（S20－1）不定积分，得：C TR H p +⋅∆-=1ln m vap（S20-2）式中，C 为不定积分常数。
由此式可知，ln p 与1/T 成直线关系。
以1n p 与1/T 的实验值作图，应得直线，若直线斜率为m ，则：△vap H m ＝ - mR（S20-3）此△vap H m 为实验温度范围内的平均摩尔气化热。
根据热力学推导，液体气化热与温度的关系式为：)l ()g ()(m p,m p,mvap C C TH -=∂∆∂（S20-4）式中，C p,m （g ）及C p,m （l ） 分别为纯物质饱和蒸气及饱和液体的恒压摩尔热容。
如果此热容差与温度成直线关系，C p,m （g ）－C p,m （l ）＝ △a ＋ △bT ，则代入式（S20-4），可积分得气化热与温度的关系式如下：20m vap 2T b aT H H ∆+∆+∆=∆ （S20－5）式中△H 0，△a 及△b 均为常数。
将式（S20－5）代入式（S20－1）进行不定积分，得：T RbT R a T R H A p 2ln 1ln 0∆+∆+⋅∆-= （S20－6）式中A 为不定积分常数，合并常数得：1n p ＝ A ＋ BT－1＋ C 1n T ＋ DT （S20－7）根据实验测得不同温度T 时的饱和蒸气压p ，按最小二乘法可求出式（S20－7）中各常数A 、B 、C 、D 。
根据式（S20－6）中各常数与式（S20－7）中各常数的对应关系可求得气化热与温度关系式为：△vap H m ＝ － BR ＋ CRT ＋ DRT 2 （S20－8）热容差与温度的关系式为：C p,m (g) － C p,m (l) ＝ CR ＋ 2DRT （S20－9）本实验采用等压管法测定乙醇的蒸气压。
等压管如图S20－1所示。
在管a 处装有乙醇，其上方为乙醇蒸气和空气。
如在管b 中气相为纯乙醇蒸气，具有实验温度下的饱和蒸气压，液体乙醇与管a 相通。
当改变图S20－1中P 外，使管a 、b 中的液面相平时，乙醇的饱和蒸气压p * 和等压管外的压力P 外相等，p * ＝ P 外。
如用水银压差计测量P外 ，则P 外 ＝ P 大气 - P h式中P h 为压差计上左右水银柱的高度差所代表的压力差， P 大气为外界的大气压力。
所以：p*＝P大气－P h（S20-10）3.实验操作过程概述1. 将洗净烘干的等压管a、b处各装入适量的无水乙醇。
将管b放入管a中，注意勿使空气进入管b。
2. 装好等压管，打开通入冷凝器3的冷却水。
检查好管线后启动真空泵，转动考克10，使真空泵接通装置。
当U型压差计上汞高差达600 mm左右时，转动考克10，使真空泵接通大气并隔绝装置，停止真空泵。
检查系统真空度是否稳定。
若一分钟内水银面变化小于1 mm，可认为系统不漏气，可进行实验。
如果真空度下降较快，说明系统漏气。
要检查系统的漏气位置，进行处理后，重新试漏。
3. 启动真空泵，接通装置，使等压管a内不断有气泡冒出（此时压差计上水银柱差为700 mm左右）。
转动考克10，切断系统，把真空泵通大气，然后停泵。
管b 内乙醇仍不断气化，乙醇蒸气带着b管中的空气冒出。
排气3—5分钟，管b处的空气基本排净。
上述赶空气过程需在水浴温度为25℃左右时进行。
温度太低，可先升温至此温度。
4. 启动恒温槽搅拌器、电子继电器及电加热器，调节恒温槽温度至30.0℃。
此步可与上步试漏同时进行。
把手指堵在进气口上，打开考克9，慢慢放入空气，使管b液面逐渐下降，当等压管b和a内液面相平时，记下精密温度计读数T和辅助温度计读数T s及压差计读数，同时记下精密温度计水银柱露出水面部分温度示值n （不作温度计露出校正时，可不记T s及n）。
5. 升高恒温槽温度，每隔5℃重复步骤4，测定蒸气压。
测完70.0℃蒸气压后，再测乙醇在常压下的沸点（即饱和蒸气压等于实验时大气压力的温度）。
在实验过程中，随水浴温度升高，要移动辅助温度计，使其水银球位于精密温度计露出水面的水银柱中部。
实验过程中要保持等压管全部浸没于水浴中。
实验开始和结束时各读取大气压一次（大气压力计使用方法见第三章大气压力计部分），取平均值。
实验完毕，切断电源，关闭冷却水。
实验过程记录1.实验仪器及试剂（包括试剂等级，仪器、装置型号及编号）仪器：饱和蒸汽压测定装置药品：无水乙醇（AR）。
2.实验过程记录及处理结果室温21℃大气压 101.63kPa温度计浸入部分温度读数0~50:-4.250~100:46实验结果记录：实验结果处理作图T/C Ts/C DP/kPa DT/C T+DT p*/kPa1/(T/C)1/((T+DT)/C)l np*/kPa21.10 20.00 -92.18 0.00445321.10 9.45 0.0033980.0033982.24601521.00 19.00 -94.31 0.00806421.01 7.32 0.00340.0034 1.9906125.00 19.50 -92.67 0.02569625.03 8.96 0.0033540.003354 2.1927731.01 20.00 -89.23 0.06202631.07 12.40 0.0032880.0032872.51769634.30 20.00 -87.55 0.08808834.39 14.08 0.0032530.0032522.64475538.42 20.00 -84.41 0.1256138.55 17.22 0.003210.0032082.84607145.40 20.00 -77.60 0.20157445.60 24.03 0.0031390.0031373.17930348.35 20.00 -73.88 0.23836748.59 27.75 0.003110.0031083.32323654.40 27.00 -64.21 0.03682654.44 37.42 0.0030530.0030533.62220559.62 26.00 -55.06 0.07326559.69 46.57 0.0030050.0030043.84095762.50 25.00 -49.50 0.09962.60 52.13 0.0029790.0029783.95374166.75 24.50 -36.94 0.1402766.89 64.69 0.0029420.0029414.16960772.20 24.00 -20.12 0.20205472.40 81.51 0.0028960.0028944.40072673.70 24.00 -17.70 0.2202773.92 83.93 0.0028830.0028814.42998377.54 25.00 -2.73 0.26513877.81 98.90 0.0028520.0028494.59410977.95 24.50 0.00 0.27323678.22 101.63 0.0028480.0028464.621339实验结果：DH/Jmol^-1DE/DH校正温度前39844.85-6.45%校正温度后39741.75-6.69%理论值42590思考题及建议1. 如果要判断等压管b处空气是否排净，应如何检查?在初次测量时，重复测量两次蒸汽压，两次相差较小可认为系统中无空气。
2. 在实验过程中为什么要防止管b中进入空气? 若有空气进入则测得结果将有什么样的变化?在改造的系统中，已经解决了空气倒灌的问题。
实验过程的任何操作不可能导致空气进入系统。
3. 对恒温槽的温度涨落有什么要求? 在实验操作中放空气、读数据时应如何适应此涨落?液体在气化室吸热，会导致系统温度下降，放入空气后等待片刻可以保证系统达到平衡，在改造的系统中，实际上不必等待系统传热平衡，直接读取温度及平衡压力即可。
4. 由于气候条件不同，在不同大气压力下测出的液体蒸气压数据相同吗? 实验过程中大气压力的变化对实验结果有影响吗?液体的饱和蒸汽压不会随着气候改变，若测量系统与环境压差，则环境压力改变会导致蒸汽压计算结果改变，若测定绝压（以真空定压力零点），则气压变化对结果无影响。
5. 大气压力计铜标尺的零点在何处? 水银柱上方空间含有一定气体，将对大气压力测定产生怎样的误差?系统已经改变，不再采用水银压力计。
6. 在本实验中大气压力计读数是否要作温度校正？水银压差计的压差读数是否也要进行温度校正？本实验采用电子压力计，无需作温度校正。
7. 结合溶液、相平衡知识，试分析当乙醇不纯，若含有甲醇、凡士林或水时，对测得蒸气压数据会引入正的还是负的误差?根据Henry定律，甲醇将对蒸汽压产生正偏差，凡士林或水对蒸汽压产生负偏差。
试做说明1、实验装置泄漏严重，实验时真空泵处于开启状态。
2、温度计及压力计均未作定值校正，结果可靠性不高。