液体饱和蒸汽压实验装置的改进

王勤 胡新良

（湖北工程学院化学系，湖北 孝感 432100 ）

饱和蒸汽压是液体物质的一个重要参数。测定液体的饱和蒸汽压是普通本科院校化学专业物理化学实验必做实验之一。它能帮助学生进一步理解气液平衡，克拉贝龙方程，以及吉布斯相律等概念。液体饱和蒸汽压的测定多采用的是静态法，通过压力的调节进样，调节样品U型管液面的平衡（如图1所示），并在平衡时读出压力计的大小，即可获得饱和蒸汽压。

图1：普通饱和蒸汽压的测量装置图

这套装置存在以下缺点：

1.等压计拐弯太多，而且封闭性太好，导致每次清洗，烘干，装样或烘干样品时，操作非常麻烦，需要花很长时间才能将旧的样品倒出，新的样品装入，使学生做实验的预备过程很繁琐。

2.在同学们初做实验时，由于对整个系统的运作还不够熟悉，很容易使U型管中的液体倒吸入安全瓶，导致必须重新开始抽气，如果实验精度要求高的话就需要重新排净空气，这样一来，就大大增加了实验的工作量。

3.由于实验装置 U型管上方与冷凝管之间的玻璃管也太细，导致操作过程中也很容易破碎，所以需要考虑一下改进这个主装置。

总之，由于这种传统装置的压力很容易变化，不易操作，U型管的平衡又很不容易调节，而且很容易发生倒吸，导致实验过程操作很困难。我们需要对实验装置的易碎性和装样方法进行改进。笔者根据一些经验和一些文献的启发，特设计新的测试装置如图2：

新装置的使用方法：

1 在大烧杯和内烧杯中装入待测液体，用恒温槽加热使其达到所需的温度。

2 此时大烧杯内的液体由于热胀冷缩而体积增大，导致容器4内液面下降，容器5内液面升高。

3 为了使液面重新恢复平衡，开始从大烧杯中抽气，直到两液面恢复平衡，读数，即可得到此时两个烧杯液面平衡时的压力大小。

4 由于液体变成饱和蒸汽是一个过程，所以这个过程应该是一个类似准静态过程的缓慢动态过程，此过程中抽气速度和压力的降低都比较缓慢。

5 每次做完实验之后，温度降低，会使系统内气体体积减小，此时打开活塞3，可以让整个系统的气压达到平衡点。

6 但可设置某一个温度点，然后调整系统使之达到平衡，记录数据，然后再设置另一个点，以此类推，即可完成实验。

该实验装置的优点是：

1 烧杯4，5都是普通易得的简单烧杯，只要保证活塞性能完好，由于它们都有缺口，也不可能存在因气体挤压而爆裂。（当气温升高过快时，可以适当打开3阀门使部分液体蒸汽排出。

2 温度计直接插入大烧杯而非恒温槽，所以测量误差应该很小，如有需要，可以在小烧杯中也安置一个温度计，使测量更加精确。

3 由于整个过程不可能存在空气倒灌的现象，即使学生操作不熟练也不会出现图 1中实验装置混入空气而不得不将整个实验重做的情况。

4 在实验前，可以事先将烧杯5中装满待测液体，这样就免去了排空气的过程，大大减少了因装置中有空气混入而造成的系统误差，也方便了实验的操作。

5 由于实验装置的简单易用，可以采用两组合用一个恒温槽的方式，大大节省了实验开支。

6 新的装置易于拆卸，清洗，装样，且结构简单，无需特殊工艺制作，可反复使用。

需要注意的是，此装置若用于测量有机物的饱和蒸汽压，两个烧杯的橡皮塞要选用硫化较为完全的优质橡皮塞，且未免橡皮塞表面的其他有机物污染待测液体，在组装前要将橡皮塞用所测液体清洗干净。

经过改进，该实验装置的制备比原来简单，廉价了很多，且不容易引起倒吸，在实验过程中也不会突然因用力过度而折断，操作方便，原理清楚，宜于推广。