饱和蒸气压的定义

物化实验报告 生32 刘祯科 2003012316

液体饱和蒸气压的测定

刘祯科 2003012316 生32

同组：程磊

实验日期：2005-12-17 交报告日期：2005-12-24

1引言

实验目的、实验原理见预习报告。

2实验部分

2.1仪器、药品及实验条件

仪器：D8401－ZH型电动搅拌器（天津市华兴仪器厂）、LZ－P1压力计（清华大学化学系）、TDG2/250型自偶调压变压器（北京椿树电器厂）、ZX-1A型旋片式真空泵（沈阳教学仪器厂）、CK-1（B）型温度测量控制仪（北京林元佳业科技有限公司），等压管1支、稳压瓶1个、负压瓶1个、恒温槽1套。 药品：乙醇（分析纯）

实验条件：室温：15.8℃；大气压：102.58kPa；相对湿度：30%

2.2实验方法

测定50℃—75℃度之间，5个不同温度与饱和蒸汽压，详细步骤见预习报告。

3结果与讨论

3.1原始数据

按照2.2中的实验方法，测得数据如表1所示：

表1 不同温度下的饱和蒸汽压

序号 1 2 3 4 5

t0 ℃ 51.25 54.79 58.26 61.92 64.73

p kPa 31.46 37.28 43.84 51.65 58.42

3.2数据处理

物理化学实验教案(钟爱国) 1

实验一 液体饱和蒸气压的测定

【目的要求】

1. 掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作方法。学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。

2. 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方程式的意义。

3 . 了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及精密数字压力计的使用及注意事项。 【实验原理】

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

dlnp?vapHm (1) ?dTRT2式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为

物化实验报告

实验二

液体饱和蒸气压的测定

Ⅰ、目的要求

一、

明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。

二、

用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。

三、

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。

Ⅱ、实验原理

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

物化实验报告

dlnp

dT

vapHmRT2

(1)

式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。

假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：

lnp

vap

实验一 液体饱和蒸气压的测定

第一题、填空题

1.测量液体饱和蒸气压的方法主要有___________、_____________和_____________三种2. 静态法适用于____________________的液体的测量。

3. 我们采用静态法测乙醇的饱和蒸气压，即恒定___________测其______________。

4.饱和蒸气压测定前，对体系减压目的是___________________________。

5. 液体饱和蒸气压的测定是在_________________中进行的。 7.降温法测液体饱和蒸气压时，当温度恒定后，需要对体系_______，因为

________________________________________。

8. 乙醇的饱和蒸气压与温度的关系为_________线性关系。

物化实验报告

实验二

液体饱和蒸气压的测定

Ⅰ、目的要求

一、

明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。

二、

用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。

三、

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。

Ⅱ、实验原理

通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。

液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm（101.325kPa）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。

液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示：

物化实验报告

dlnp

dT

vapHmRT2

(1)

式中，R为摩尔气体常数；T为热力学温度；ΔvapHm为在温度T时纯液体的摩尔气化热。

假定ΔvapHm与温度无关，或因温度范围较小，ΔvapHm可以近似作为常数，积分上式，得：

lnp

vap

饱和蒸气压（saturated vapor pressure） 在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大。不同液体饱和蒸汽压不同，溶剂的饱和蒸汽压大于溶液的饱和蒸汽压；对于同一物质，固态的饱和蒸汽压小于液态的饱和蒸汽压。例如，在30℃时，水的饱和蒸气压为4132.982Pa,乙醇为10532.438Pa。而在100℃时，水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa,乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质，如液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。 饱和蒸气压曲线

水在不同温度下的饱和蒸气压

Saturated Water Vapor Pressures at Different Temperatures

饱和蒸气压(Saturated 温度(Temperature) water vapor t/℃ pressure) /(×10^3Pa) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1）蒸气云爆炸事故情景

设2000m3油罐汽油较大规模泄漏，泄漏量37857kg，经蒸发形成油蒸气，遇点火源发生爆炸事故的危害范围。 2）蒸气云爆炸总能量

油气爆炸总能量由下式计算： E=1.8 aWfQf

式中：1.8－地面爆炸系数；

a－可燃气体蒸气云的当量系数，取0.04； Wf－汽油泄漏量（kg）；37857kg（占油罐储量2.6%） Qf－汽油燃烧热（kJ/kg）。 经计算E= 1.1903×108 kJ 3）蒸气云爆炸当量

蒸气云TNT当量由下式计算： WTNT = aWfQf/QTNT

式中： WTNT、a、Wf、Qf计算同上； QTNT—TNT爆炸热，取QTNT=4520 kJ/kg。 经计算WTNT =1.463×104 kg 4）爆炸冲击波超压伤害范围 （1）死亡区范围

死亡区按TNT冲击波超压－冲量准则公式计算： R=13.6（WTNT/1000）0.37 =36.7m

（2）重伤和轻伤区范围

重伤和轻伤按蒸气云爆炸冲击波超压公式计算：

Ln（△PS /P0）= -0.9126-1.5058 LnZ+0.167 Ln2Z-0.032 Ln3Z

饱和聚酯(无油醇酸)树脂

采用不同的多元酸和多元醇可合成出不同类型、不同特性的饱和聚酯树脂。若使用的都是直链结构的二元醇和二元酸，产生的就是只含直链结构的聚酯树脂，若使用的多元酸中含苯环（例：苯酐、对苯二甲酸、偏苯三酸酐等）产生的就是含有苯环结构的聚酯树脂，若采用化学反应引入除多元醇、多元酸之外的其它成份，产生的就是改性聚酯树脂。

合成聚酯树脂若采用直链结构的多元醇与多元酸，合成得到的树脂具有线性结构，柔韧性非常好，主要用途不是在涂料行业；日常生活与工作中所接触到的尼龙就是很典型的线性聚酯，最典型的线性聚酯尼龙-66就是己二胺与1,6-己二酸的产物，从结构上看也可用1,6-己二醇与1,6-己二酸合成。

合成聚酯树脂若采用苯环的多元酸与多元醇反应，合成得到含有苯环结构的树脂，苯环的刚性特征赋予树脂以硬度，而苯环的稳定的结构特征赋予树脂以耐化学性。

合成聚酯树脂时，若通过化学反应引入一些其它成份，可拥有聚酯树脂原本不具备的性能，达到改善和突出某种性能目的，来达到特殊的应用性能要求，目前使用较多的是环氧、丙烯酸、有机硅改性聚酯树脂。

涂料行业最常用的饱和聚酯树

汽化潜热

水的比热容4180J/(kg.℃)，一般计算用4200J/(kg.℃)

水从20到100度蒸发 0.4MPa蒸汽143度 汽化潜热2133kJ/kg

水在一个大气压（0.1MPa） 100℃时的汽化潜热为2257.2kJ/kg

饱和水和饱和水蒸气热力性质表(按压力排列)

压力 /MPa 温度/℃ 汽化潜热 kJ/kg

0.001 6.9491 2484.1

0.002 17.5403 2459.1

0.003 24.1142 2443.6

0.004 28.9533 2432.2

0.005 32.8793 2422.8

0.006 36.1663 2415

0.007 38.9967 2408.3

0.008 41.5075 2402.3

0.009 43.7901 2396.8

0.01 45.7988 2392

0.015 53.9705 2372.3

0.02 60.065 2357.5

0.025 64.9726 2345.5

0.03 69.1041 2335.3

0.04 75.872 2318.5

0.05 81.3388 2304.8 0.06 85.9496 2293.1

0.07 8

汽化潜热

水的比热容4180J/(kg.℃)，一般计算用4200J/(kg.℃)

水从20到100度蒸发 0.4MPa蒸汽143度 汽化潜热2133kJ/kg

水在一个大气压（0.1MPa） 100℃时的汽化潜热为2257.2kJ/kg

饱和水和饱和水蒸气热力性质表(按压力排列)

压力 /MPa 温度/℃ 汽化潜热 kJ/kg

0.001 6.9491 2484.1

0.002 17.5403 2459.1

0.003 24.1142 2443.6

0.004 28.9533 2432.2

0.005 32.8793 2422.8

0.006 36.1663 2415

0.007 38.9967 2408.3

0.008 41.5075 2402.3

0.009 43.7901 2396.8

0.01 45.7988 2392

0.015 53.9705 2372.3

0.02 60.065 2357.5

0.025 64.9726 2345.5

0.03 69.1041 2335.3

0.04 75.872 2318.5

0.05 81.3388 2304.8 0.06 85.9496 2293.1

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