蒸汽壓分析儀（VPA）通過(guò)克努森滲出法測(cè)試固體、液體及油類(lèi)的蒸汽壓。蒸汽壓是材料中一個(gè)重要的理化特性，其定義為與材料的原始態(tài)處于平衡狀態(tài)時(shí)的蒸汽量。所有的材料可以通過(guò)升華（固-氣）或蒸發(fā)（液-氣）得到其蒸汽狀態(tài)。材料處于熱力學(xué)平衡態(tài)下的蒸汽壓是材料的基本特性，僅與溫度有關(guān)。

對(duì)于許多材料包括殺蟲(chóng)劑和藥物樣品，亟需得知其蒸汽壓信息，從而能夠避毒性化合物在環(huán)境中的積累。蒸汽壓與固/液材料初始情況下Gibbs自由能直接相關(guān)。

材料的蒸汽壓需要登記在EPA（美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)議）或者EC（歐盟）中。此處使用的克努森滲出法是由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織所倡導(dǎo)的，并在其《Vapor Pressure OECD/OCDE Guideline》第104條中列出。

克努森滲出法

克努森滲出法是一種動(dòng)態(tài)比重技術(shù)，其基于在已知的壓力下計(jì)算蒸汽分子通過(guò)一個(gè)已知直徑的孔洞進(jìn)入克努森池的真空中的逸出速率而得出。經(jīng)過(guò)孔洞的質(zhì)量流失率由在VPA系統(tǒng)中的SMS公司超級(jí)天平測(cè)出。通常，在20到400℃的溫度范圍內(nèi)可研究1到100mg的樣品質(zhì)量變化。

常規(guī)實(shí)驗(yàn)中，樣品放置于鈦金屬制造的帶有已知面積孔的克努森池中，然后加熱到實(shí)驗(yàn)溫度下。質(zhì)量流失率與凝聚態(tài)的蒸汽壓P有關(guān)，如克努森方程所示（方程1），其中dm/dt表示在克努森池中質(zhì)量隨時(shí)間的流失率，M為樣品摩爾質(zhì)量（mol/g）,R為氣體常數(shù)，A表示面積，T為溫度。

(1)

dm/dt是在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量數(shù)據(jù)的小平方回歸擬合得到的斜率值。采用方程1，dm/dt可用來(lái)計(jì)算蒸汽壓。在不同的溫度下測(cè)試一系列蒸汽壓，可以用來(lái)測(cè)試克勞修斯-克拉佩龍方程（方程2）中的常數(shù)A和B，從而計(jì)算出蒸發(fā)焓ΔH，或者升華熱。

(2)

克努森池

克努森池示意圖

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1 25℃下時(shí)聯(lián)苯菊酯的蒸汽壓太低而無(wú)法測(cè)試，但可以從DVS Vaccum 得到的65℃的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出。

圖4 的蒸汽壓和溫度穩(wěn)定性研究，F(xiàn)orm Ⅱ型的蒸汽壓更低，顯示其更穩(wěn)定

軟件