一、实验目的
（1） 学习静态法测定**饱和蒸气压的原理。
（2） 掌握数字低真空测压仪、真空泵和恒温槽的使用方法，测定乙醇的饱和蒸气压。
（3） 明确纯**饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯**饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯克拉贝龙方程式。
二、实验原理
一定温度下，在密闭容器中，当**分子从表面逃逸的速度与蒸气分子向液面凝聚的速度相等时，体系达到动态平衡，此时液面上的蒸气压力称为**在该温度时的饱和蒸气压，（简称为蒸气压）。**的饱和蒸气压与**种类及温度有关。温度升高，分子运动加剧，因而单位时间内从液面溢出的分子数增多，蒸气压增大。反之，温度降低时，则蒸气压减小。
**的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯克拉贝龙（Clausius??Clapeyron）方程式表示:
dlnpdT=ΔvapHmRT2（１）
式中：p为**在温度T时的饱和蒸气压（Pa）；R为摩尔气体常数（J·mol-1·K-1）；T为热力学度（K）；ΔvapHm为在温度T时纯**的摩尔汽化热（J·mol-1），即蒸发1mol**所吸收的热量，在温度变化区间不大时，ΔvapHm可以近似作为常数，将(1)式积分得:
lgp=-ΔvapHm２．３０３Ｒ·1T＋Ｃ(2)
其中C为积分常数，与压力p的单位有关。由(2)式可以看出，在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lnp对1/T作图为一直线，直线的斜率为－ΔvapHmR，由斜率可求算**的ΔvapHm。
当**的饱和蒸气压等于外界压力时，**沸腾，此时的温度即为该**的沸点。当外压为1atm(101325Pa)时，**的沸点称为正常沸点。
饱和蒸气压是**最基本的物性参数之一，是化工、生产、科研、设计过程中的重要基础数据，所以掌握通常测量饱和蒸气压的方法具有很大的实际意义。
测定**饱和蒸气压的具体方法很多，如：动态法、静态法和饱和气流法。
图27等压管结构
本实验采用静态法测定无水乙醇的饱和蒸气压。等压计（又称平衡管）由三个相连的玻璃球A、B、C组成如图27所示，图中A球中贮存待测**，B球和C球间用U形管连通，也装上适量的待测**，作为封闭液。
实验初始时，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球上方的混合气体通过封闭液被不断抽走，A球内的**不断蒸发补充，使得混合气体中空气的相对含量越来越少，直至空气被全部驱尽，A球液面上的气体压力就是乙醇的蒸气压力。A球中**完全沸腾后，调节外压以平衡**的蒸气压，当U形管两边液面处于同一水平面时，表示U形管两边上方的气体压力相等。记下此时的温度和数字压力计上的压差值E,用外界大气压力(p′)减去E值就等于该温度下乙醇的饱和蒸气压（p），即p=p′-E。实验装置如图28所示。
图28测定**饱和蒸气压装置
三、仪器与试剂
1. 仪器
恒温装置1套，真空泵及其附件1套，气压计1台，等压计1支，数字式低真空测压仪1台，冷阱1只，冷凝管1支，饱和蒸气压储气缓冲罐及其附件一套。
2. 试剂
无水乙醇（A.R.）。
四、实验步骤
1. 记录室温及大气压。
2. 调节恒温槽温度至25℃，回差0.1，打开搅拌与加热开关，恒温待用。打开数字压力计电源预热10min。
3. 搭装置
向等压计中注入少许乙醇，小心倾倒等压计，并不断改变其倾斜度，使**由C球流经U形管、B球、最后到达A，反复上述操作次数，直至A球中装入的2/3体积的乙醇，U形管中**至中上部。如图28搭好实验装置。
4. 检查气密性
打开平衡阀1，待数字压力计度数稳定后按“置零”按钮，关闭平衡阀1。接通冷凝水，开启真空泵，打开进气阀，缓开平衡阀2，当数字测压仪的度数约为－45kPa时，关闭平衡阀2，观察数字测压仪的度数，如果在3～5min内维持不变，则系统不漏气。否则，说明系统漏气，仔细检查装置各个部分，特别注意检查各部分的连接处，设法排除漏气故障。
5. 测定饱和蒸气压
打开平衡阀2缓缓抽气，使气泡逐个通过U形管中的封闭液，直至A球中的**沸腾3～5min（一般观察不到**内部的沸腾状态，以连续鼓泡为准），可认为空气已驱尽，关闭平衡阀2。若能维持沸腾，表明**已完全沸腾，若关阀后，不再沸腾，需继续抽气至完全沸腾。缓慢打开平衡阀1，调节U形管两边液面至水平，关闭平衡阀1，立刻记下液面水平时数字测压仪的度数及恒温槽读数。同法，再测2次（如果数值不接近，表明空气未驱尽，继续抽气、测量），取3次平均值E-。关闭进气阀。
6. 同法，依次测量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时**的饱和蒸气压。
7. 实验结束
打开平衡阀1，使数字测压仪的读数回到“零”位，关闭冷凝水，拔下真空泵插管，关闭所有电源，使实验装置复原。
五、注意事项
（1） 测定系统不漏气是该实验成功的前提条件之一。实验装置中玻璃活塞均要用真空脂密封，保证所有橡胶管无老化，且连接完好。
（2） A球中装入2/3体积的**，U形管中**至中上部为宜，太多不利于判断沸腾现象，太少可能因蒸发不够用。
（3） 数字压力计校零后，测量过程中不可再校零，实验结束后归零再关闭电源。
（4） 先接通冷凝水，再开启真空泵，以保证蒸发的乙醇冷凝回流至封闭液。
（5） 恒温后，再检查气密性，否则温度变化引起测压仪的度数变化。
（6） 抽气速度要合适，防止暴沸。
（7） 开启平衡阀1放入空气必须小心，防止空气倒灌，否则重新抽气至沸腾。
（8） 由于温度升高，蒸气压减小，升温时**会剧烈沸腾，应及时开启平衡阀1制止沸腾。
（9） A、B球及AB间的∩部分均浸于恒温水浴液面下，以维持气液同温。
六、数据记录与处理
1. 数据记录
室温：大气压：
表211不同温度下乙醇的饱和蒸气压的测定
温度t(℃)温度T(K)1/T(K-1)E/kPa
E1E1E1E-/kPap/kPalgp
2. 以lnp对l/T作图，拟合成直线，并由直线的斜率求出测定温度范围内的平均摩尔汽化热ΔvapHm，将计算值与文献值进行比较，并进行误差分析。
3. 将直线外推求出乙醇在标准大气压下的正常沸点。
七、思考题
（1） 克克方程在什么条件下才适用?
（2） 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压？为什么？
（3） 如果等压计的A、B管内空气未驱尽对测量结果有何影响?
（4） 等压计U形管中的**起什么作用？
八、附注：饱和蒸气压测定方法介绍
饱和蒸气压测定方法有三种：静态法、动态法和饱和气流法。
1. 静态法
在指定的温度下，测定**的饱和蒸气压，可分为升温法和降温法。此法操作简便，准确性较高。也可用于固体分解压力的测定和易挥发性**饱和蒸气压的测定。
2. 动态法
在不同压力下，测定**的沸点，又称沸点法。实验时，先将体系抽气至一定的真空度，测定此压力下**的沸点，然后逐次往系统放进空气，增加外界压力，并测定其相应的沸点。只要仪器能承受一定的正压而不冲出，动态法也可以用在101.325kPa以上压力下的实验。动态法较适用于高沸点**饱和蒸气压的测定。
图29动态法测定**饱和蒸气压装置
1. 压力计2. 温度计3. 三颈瓶4. 电恒温加热套5. 冷凝管6. 进气活塞7. 缓冲瓶8. 干燥剂9. 两通活塞
3. 饱和气流法
在一定的温度下和压力下，把惰性载气缓慢地通过待测物质，使载气被待测物质的蒸气饱和。分析一定体积的混合物气体中各组分的量，再根据道尔顿分压定律求出混合气体中待测物蒸气的分压，即该**的饱和蒸气压。此法用于测定常温下饱和蒸气压很低或是易挥发性物质的饱和蒸气压。缺点是通常不易达到真正的饱和，因此测量值往往偏低。