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环己烷饱和蒸汽压的测定
【摘要】 本实验测定了在不同外压下环己烷的沸点，沸腾时饱和蒸汽压与外压相等，也就测定了环己烷在不同温度时的饱和蒸汽压。然后作lnP-1/T曲线图，并求出了曲线的斜率，由此计算出环己烷的摩尔蒸发热为32.49±0.32????/??????。而且由曲线也可求出环己烷的正常沸点为353.45K
【关键字】 环己烷、饱和蒸汽压、沸点、摩尔蒸发热
Measurement of Saturated Vapor Pressure of Cyclohexane
Xinghao Zhou
(Department of Materials Science & Engineering, USTC)
Abstract: In this experiment, the boiling point of cyclohexane is measured under a series of external pressure. Since saturated vapor pressure equals external pressure when liquid is boiling, the saturated vapor pressure of cyclohexane is known in different temperature. Then the graph of lnP-1/T is plotted and the slope of the curve is calculated with origin. So we obtain the molar enthalpy of vaporization of cyclohexane, which is 32.49±0.32????/?????? . The normal boiling point could also be known from the curve, which is 353.45K.
Key Words: Cyclohexane, Saturated Vapor Pressure, Boiling Point, Molar Enthalpy of Vaporization
1. 前言：
液体饱和蒸汽压是液体的一个重要物理性质，液体的沸点、液体混合物的相对挥发度都和饱和蒸汽压相关。液体饱和蒸汽压不仅在化学、化工领域，而且在无线电、电子、冶金、医药、环境工程乃至航天航空领域都具有重要的地位，因而在工程计算中是必不可少的数据
[1][2]
，所以测定液体的饱和蒸汽压是一个十分有意义的工作。除了中国科学技术大学物理化学实验讲义介绍的静态法、动态法、饱和气流法可以测定饱和蒸汽压之外，还有拟静态法、knudsen隙透法、蒸发率法、雷德法、色谱法、热重法、差示扫描量热法等等。
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2. 实验部分
① 实验原理
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：
1、静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。 2、动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。
3、饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。 本实验利用第二种方法。此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。
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封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。它们的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示：
dlnp?vapHm? (2－1) dTRT2H：摩尔汽化热(J/mol)
R：气体常数(8.314J·mol-1K-1)
若温度改变的区间不大，H可视为为常数(实际上H与温度有关)。积分上式得：
?H (2－2) lnP?A'?RT或
logP?A?B (2－3) T?vapHmA'常数A?，B?。
2.303R2.303(3)式表明logP与
1有线性关系。作图可得一直线，斜率为－B。因此可得实验温度范围T内液体的平均摩尔汽化热H。
?vapHm?2.303RB (2－4)
当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。在图上，也可以求出液体的正常沸点。
本实验使用的液体为环己烷，并通过作图求出平均摩尔汽化热和液体的正常沸点。
② 实验仪器和药品
WYB-I型真空稳压包 南京大学应用物理研究所监制（教学用） 2台 SHB-III型循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司 1台 DTC-2AI型控温仪 南京南大万和有限公司 1台 JJ-I增力电动搅拌器 江苏省金坛市环宇科学仪器厂 1台 BY型U型压力机 江苏省常州市钢仪表厂 1台 水浴锅 1个 冷凝管 1个 搅拌器 1个 环己烷 若干
加热电炉(有控温显示大概温度功能) 1个
搅拌马达 1台 1/10C温度计 2支
③ 装置简介：
图2--1中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。冷凝管与U形压力计6和缓冲瓶7相接。在缓冲瓶7和安全瓶11之间，接一活塞9，用来调节测量体系的压力。安全瓶中的负压通过真空泵抽真空来实现。安全瓶和真空泵之间有一三通阀，通过它可以正确地操作真空泵的启动和关闭。A球中装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体
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的蒸汽，并且当
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环己烷饱和蒸汽压的测定
