1.实验目的

1.测定无水乙醇在不同温度的饱和蒸气压，求其平均摩尔气化热。

2.明确液体饱和蒸气压及气液两相平衡的概念，了解克劳修斯-克拉贝龙方程式（克-克方程）的应用。

2.实验原理

在一定温度下，纯液体与其气相达平衡时的蒸气压，称为此液体在该温度下的饱和蒸气压。液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克-克方程来表示：

式中，p为液体在温度T（K）时的蒸气压，C为积分常数。

实验测得各温度下的饱和蒸气压后，以lgp对作图，得一直线，直线的斜率为A=，由此即可求得摩尔气化热AvapHm=-2.303R·A。

测定液体饱和蒸气压的方法主要有三种：动态法、饱和气流法和静态法。本实验用静态法测定无水乙醇在不同温度下的饱和蒸气压。所用仪器见图3-3。平衡管由A球和U形管BC组成，A球中盛待测液体，U形管部分以样品本身作封闭液。平衡管上连接一冷凝管G，以橡皮管与压差计M相连。在一定温度下，若A球液面上方仅有被测液体的蒸汽，当B管和C管的液面处于同一平面时，就表示纯液体与其蒸气达平衡，C管液面上的蒸气压（即A球液面上的蒸气压）与加在B管液面上的外压相等。用当时的大气压减去压力计的测量值，即为该温度下液体的饱和蒸气压。

3.仪器与试剂

饱和蒸气压测定仪（见图3-3）全套；真空泵；无水乙醇（分析纯）。

图3-3　静态法测定饱和蒸气压装置图

A、B、C-组成平衡管的三部分（见图3-4）；Q-温控探头；D-温度控制器；
F-水浴；P-搅拌器；G-冷凝管；M-数字压差测量仪（压力计）；
T-温度计；E-缓冲瓶；N-安全瓶；S2-接真空泵开关；S1和S3-通大气开关

图3-4　平衡管

4.实验步骤

（1）装置仪器

平衡管中装液体的方法：将平衡管先洗净、烘干，将A球置于酒精灯上烤热，将内部空气赶出。再用滴管从上口加入待测液体，管子冷却时即可将待测液体吸入。再烤、再装，装到小球三分之二的容积为宜。在U形管中保留部分待测液体作封闭液（留在B管中的液体约5cm左右即可）。需要说明的是平衡管装液体的方法并不仅此一种，亦可采用别的方法。

平衡管与冷凝管相连，冷凝管通过三通管与压力计和缓冲瓶相连接。缓冲瓶及安全瓶上三个活塞阀S1、S2和S3，其中S1和S3通大气，称为进气阀和排气阀；S2通真空泵，称抽气阀，此三个阀可以调节，控制系统的压力。欲降低系统的压力时，可借助真空泵抽气达到目的。大瓶E的容积为15～20L，作稳定压力用。

真空泵抽气操作方法：先关闭S1、S2，打开S3，开动真空泵，待泵运转正常后，关闭S3，缓缓开启S2即开始抽气。欲停止抽气时，先关闭S2，打开S3，关上真空泵（不可弄错顺序）。

（2）将数字压差测量仪接通电源，预热10min后按下“置零”钮，使面板显示值为0000（注意测量过程中不可再动此钮）。将测量钮拔至kPa，要求整个测量中系统气压不可急剧变化，以免损伤压力传感器件。(www.daowen.com)

（3）检查仪器是否漏气

按图把仪器各部分连接好，按上述抽气操作方法打开真空泵，再缓缓打开S2，直到压力计上显示约为-5.0kPa时，关上S2，打开S3，关掉真空泵。如果在5min内无变化，则表示系统不漏气。

（4）大气压下气液平衡温度的测定

将平衡管全部浸入水浴F中，开启S1，使系统与大气相通，接通冷却水，启动搅拌，加热水浴。视平衡管中有气泡逸出，即是空气开始被排出。直到水浴温度达80℃～82℃时停止加热，保持此温度3～5min，以便将平衡管中空气赶净（以保证测得的压力为无水乙醇的饱和蒸气压，否则测得的压力是平衡管C及A液面上无水乙醇的蒸气压和剩余空气的分压之和）。不断搅拌，必要时可往水浴中加些冷水，当温度下降到一定程度，B管中气泡开始消失，C管液面开始上升，同时B管液面下降，当B、C两管的液面达到同一水平面时，立即记下水浴温度和大气压力（为避免空气倒灌，应同时启动水浴加热），此时读得的温度即为当时大气压的气液平衡温度。

再重复测定一次大气压下的平衡温度，若两次结果一致，就可进行下面的实验；若两次结果不一致，则说明空气没赶净或再次串入，应再次重复上述实验，直至最后两次测定结果一致为止。

大气压下的实验完成后，应立即关闭S1，防止空气倒灌入A管。

（5）不同温度下无水乙醇饱和蒸气压的测定

开真空泵，然后缓缓开S2，使压力计约-6.50kPa，此时液体又沸腾，平衡管中不断有气泡逸出，关闭S2，不断搅拌，停止水浴加热，慢慢加冷水让水浴温度不断下降，等到B、C管中液面一样高时，记录温度及压力计读数（为避免空气倒灌，应同时启动水浴加热）。按照以上操作，每次递减压差约6.50kPa，连续测5个平衡点，停止实验。最后，再读一次大气压力。

在本实验中，要求熟练掌握各步操作，动作要迅速。观察和读取温度及压力数值要准、要快。真空泵停泵前，应先关闭S2，打开S3使真空泵两端通大气，然后再断开电源，以免泵油倒灌。

5.数据处理

（1）计算不同温度的饱和蒸气压：p=p大气+Δp，Δp表示压差测量仪的读数。

（2）绘出之直线图。

（3）由直线图求出外压力为1大气压时的沸点，与物理化学手册中查得的无水乙醇的正常沸点进行比较，计算相对误差。

（4）由图求出直线的斜率，由斜率算出无水乙醇在此温度间隔中的平衡摩尔气化上热ΔvapHm，与文献值比较，求出相对误差。

6.思考题

（1）使用数字压差测量仪应注意什么？

（2）实验过程中为什么要防止空气倒灌？应从哪些方面防止空气倒灌？

（3）为什么要在平衡管上连接一个冷凝管？它起什么作用？