Nilalaman

• Mga hakbang
• Paraan 1 ng 3: Paggamit ng equation ng Clapeyron-Clausius
• Paraan 2 ng 3: Pagkalkula ng presyon ng singaw sa mga solusyon
• Paraan 3 ng 3: Pagkalkula ng Presyon ng Steam sa Mga Espesyal na Kaso
• Mga Tip

Naiiwan mo ba ang isang bote ng tubig sa loob ng maraming oras sa ilalim ng nakapapaso na araw at nakarinig ng isang "hudyat" na tunog kapag binuksan mo ito? Ang tunog na ito ay sanhi ng presyon ng singaw. Sa kimika, ang presyon ng singaw ay ang presyong ipinataw ng singaw ng isang likido na sumisingaw sa isang hermetically selyadong lalagyan. Upang makita ang presyon ng singaw sa isang naibigay na temperatura, gamitin ang equation ng Clapeyron-Clausius: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Mga hakbang

Paraan 1 ng 3: Paggamit ng equation ng Clapeyron-Clausius

1. 1 Isulat ang equation ng Clapeyron-Clausius na ginagamit upang makalkula ang presyon ng singaw habang nagbabago ito sa paglipas ng panahon. Ang formula na ito ay maaaring gamitin para sa karamihan ng mga problemang pisikal at kemikal. Ganito ang equation: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), kung saan:
   • ΔH_vap Ang entalpy ng vaporization ng likido. Karaniwan itong matatagpuan sa isang talahanayan sa mga libro sa chemistry.
   • R - pare-pareho ang gas na katumbas ng 8.314 J / (K × mol)
   • Ang T1 ay ang paunang temperatura (kung saan kilala ang presyon ng singaw).
   • Ang T2 ay ang huling temperatura (kung saan ang presyon ng singaw ay hindi kilala).
   • P1 at P2 - presyon ng singaw sa temperatura ng T1 at T2, ayon sa pagkakabanggit.
2. 2 Palitan ang mga halaga ng mga dami na ibinigay sa iyo sa equation ng Clapeyron-Clausius. Karamihan sa mga problema ay nagbibigay ng dalawang mga halaga ng temperatura at isang halaga ng presyon, o dalawang halaga ng presyon at isang halaga ng temperatura.
   • Halimbawa, ang isang sisidlan ay naglalaman ng likido sa temperatura na 295 K, at ang presyon ng singaw nito ay 1 kapaligiran (1 atm). Hanapin ang presyon ng singaw sa 393 K. Dito bibigyan ka ng dalawang temperatura at presyon, upang makahanap ka ng ibang presyon gamit ang equation ng Clapeyron-Clausius. Ang pagpapalit ng mga halagang ibinigay sa iyo sa formula, makakakuha ka ng: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1/393) - (1/295)).
   • Mangyaring tandaan na sa equation ng Clapeyron-Clausius, ang temperatura ay laging sinusukat sa kelvin, at presyon sa anumang yunit ng pagsukat (ngunit dapat magkapareho ang mga ito sa P1 at P2).
3. 3 Palitan ang mga nagpapatuloy. Ang equation ng Clapeyron-Clausius ay naglalaman ng dalawang mga pare-pareho: R at ΔH_vap... Ang R ay laging 8.314 J / (K × mol). ValueH halaga_vap (entalpy of vaporization) ay nakasalalay sa sangkap, ang presyon ng singaw na sinusubukan mong hanapin; ang pare-pareho na ito ay karaniwang matatagpuan sa isang talahanayan sa mga libro sa chemistry o sa mga website (halimbawa, dito).
   • Sa aming halimbawa, sabihin natin na mayroong tubig sa daluyan. ΔH_vap ang tubig ay katumbas ng 40.65 kJ / mol o katumbas ng 40650 J / mol.
   • I-plug ang mga pare-pareho sa formula at kunin ang: ln (1 / P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 Malutas ang equation gamit ang mga pagpapatakbo ng algebraic.
   • Sa aming halimbawa, ang hindi kilalang variable ay nasa ilalim ng pag-sign ng natural logarithm (ln). Upang mapupuksa ang natural na logarithm, i-convert ang magkabilang panig ng equation sa lakas ng patuloy na "e" ng matematika. Sa ibang salita, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • Ngayon malutas ang equation:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = e
   • 1 / P2 = 0.0165
   • P2 = 0.0165 = 60.76 atm. Ito ay may katuturan, tulad ng pagtaas ng temperatura sa isang hermetically selyadong daluyan ng 100 degree ay tataas ang vaporization, na kung saan ay makabuluhang taasan ang singaw presyon.

Paraan 2 ng 3: Pagkalkula ng presyon ng singaw sa mga solusyon

1. 1 Isulat ang batas ni Raoult. Sa totoong buhay, bihira ang mga purong likido; madalas kaming makitungo sa mga solusyon. Ang isang solusyon ay ginawa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng isang tiyak na kemikal na tinatawag na isang "solute" sa isang mas malaking halaga ng isa pang kemikal na tinatawag na "solvent." Sa kaso ng mga solusyon, gamitin ang batas ng Raoult:P_solusyon = P_pantunawX_pantunaw, kung saan:
   • P_solusyon Ang presyon ng singaw ng solusyon.
   • P_pantunaw Ang presyon ng singaw ng pantunaw.
   • X_pantunaw - ang maliit na bahagi ng taling ng pantunaw.
   • Kung hindi mo alam kung ano ang maliit na bahagi ng taling, basahin mo.
2. 2 Tukuyin kung aling sangkap ang magiging solvent at alin ang magiging solute. Alalahanin na ang isang solute ay isang sangkap na natutunaw sa isang solvent, at ang solvent ay isang sangkap na natutunaw ng isang solute.
   • Isaalang-alang ang isang halimbawa ng syrup. Upang makakuha ng isang syrup, ang isang bahagi ng asukal ay natunaw sa isang bahagi ng tubig, kaya't ang asukal ay isang solute at ang tubig ay isang solvent.
   • Tandaan na ang formula ng kemikal para sa sukrosa (karaniwang asukal) ay C₁₂H₂₂O₁₁... Kakailanganin natin ito sa hinaharap.
3. 3 Hanapin ang temperatura ng solusyon, dahil makakaapekto ito sa presyon ng singaw. Kung mas mataas ang temperatura, mas mataas ang presyon ng singaw, dahil tumataas ang singaw sa pagtaas ng temperatura.
   • Sa aming halimbawa, sabihin nating ang temperatura ng syrup ay 298 K (mga 25 ° C).
4. 4 Hanapin ang presyon ng singaw ng pantunaw. Ang mga halaga ng presyon ng singaw para sa maraming mga karaniwang kemikal ay ibinibigay sa mga manwal ng kimika, ngunit karaniwang ito ay ibinibigay sa temperatura ng 25 ° C / 298 K o sa kanilang mga kumukulong punto. Kung sa problemang bibigyan ka ng gayong mga temperatura, gamitin ang mga halaga mula sa mga sanggunian na libro; kung hindi man, kailangan mong kalkulahin ang presyon ng singaw sa isang naibigay na temperatura ng sangkap.
   • Upang magawa ito, gamitin ang equation ng Clapeyron-Clausius, palitan ang presyon ng singaw at temperatura ng 298 K (25 ° C) sa halip na P1 at T1, ayon sa pagkakabanggit.
   • Sa aming halimbawa, ang temperatura ng solusyon ay 25 ° C, kaya gamitin ang halaga mula sa mga talahanayan ng sanggunian - ang presyon ng singaw ng tubig sa 25 ° C ay 23.8 mmHg.
5. 5 Hanapin ang maliit na bahagi ng taling ng pantunaw. Upang magawa ito, hanapin ang ratio ng bilang ng mga mol ng isang sangkap sa kabuuang bilang ng mga moles ng lahat ng mga sangkap sa solusyon. Sa madaling salita, ang maliit na bahagi ng taling ng bawat sangkap ay (bilang ng mga moles ng sangkap) / (ang kabuuang bilang ng mga moles ng lahat ng mga sangkap).
   • Sabihin nating gumamit ka ng 1 litro ng tubig at 1 litro ng sucrose (asukal) upang makagawa ng isang syrup. Sa kasong ito, kinakailangan upang mahanap ang bilang ng mga moles ng bawat sangkap. Upang magawa ito, kailangan mong hanapin ang masa ng bawat sangkap, at pagkatapos ay gamitin ang molar na masa ng mga sangkap na ito upang makakuha ng mga moles.
   • Timbang ng 1 litro ng tubig = 1000 g
   • Timbang ng 1 litro ng asukal = 1056.7 g
   • Taling (tubig): 1000 g × 1 mol / 18.015 g = 55.51 mol
   • Mole (sucrose): 1056.7 g × 1 mol / 342.2965 g = 3.08 mol (tandaan na mahahanap mo ang molar mass ng sucrose mula sa kemikal na pormulang C₁₂H₂₂O₁₁).
   • Kabuuang bilang ng mga moles: 55.51 + 3.08 = 58.59 mol
   • Mole maliit na bahagi ng tubig: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 Ngayon plug ang data at ang mga nahanap na halaga u200b u200bof ng mga dami sa equation ng Raoult na ibinigay sa simula ng seksyon na ito (P_solusyon = P_pantunawX_pantunaw).
   • Sa aming halimbawa:
   • P_solusyon = (23.8 mmHg) (0.947)
   • P_solusyon = 22.54 mmHg Art. May katuturan ito, dahil ang isang maliit na halaga ng asukal ay natunaw sa isang malaking halaga ng tubig (kung sinusukat sa mga moles; ang kanilang halaga ay pareho sa litro), kaya't ang presyon ng singaw ay bahagyang babawasan.

Paraan 3 ng 3: Pagkalkula ng Presyon ng Steam sa Mga Espesyal na Kaso

1. 1 Kahulugan ng karaniwang mga kondisyon. Kadalasan sa mga halaga ng kimika, temperatura at presyon ay ginagamit bilang isang uri ng "default" na halaga. Ang mga halagang ito ay tinatawag na karaniwang temperatura at presyon (o karaniwang mga kundisyon). Sa mga problema sa presyon ng singaw, madalas na nabanggit ang mga karaniwang kondisyon, kaya mas mahusay na alalahanin ang mga karaniwang halaga:
   • Temperatura: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • Presyon: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 Isulat muli ang equation ng Clapeyron-Clausius upang makahanap ng iba pang mga variable. Ipinakita ng unang seksyon ng artikulong ito kung paano makalkula ang mga presyon ng singaw ng mga purong sangkap. Gayunpaman, hindi lahat ng mga problema ay nangangailangan ng paghahanap ng presyon na P1 o P2; sa maraming mga problema kinakailangan upang makalkula ang temperatura o ang halaga ng ΔH_vap... Sa mga ganitong kaso, muling isulat ang equation ng Clapeyron-Clausius sa pamamagitan ng paghihiwalay ng hindi alam sa isang bahagi ng equation.
   • Halimbawa_vap). Ang solusyon sa problemang ito:
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_vap/ R)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_vap Palitan ngayon ang mga ibinigay na halaga para sa iyo:
   • 8.314 J / (K × mol) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × mol) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223.83 J / mol
3. 3 Isaalang-alang ang presyon ng singaw ng natunaw. Sa aming halimbawa mula sa ikalawang seksyon ng artikulong ito, ang solute - asukal - ay hindi sumingaw, ngunit kung ang solute ay gumagawa ng singaw (sumingaw), dapat isaalang-alang ang presyon ng singaw. Upang magawa ito, gumamit ng binagong anyo ng equation ng Raoult: P_solusyon = Σ (P_sangkapX_sangkap), kung saan ang simbolong Σ (sigma) ay nangangahulugang kinakailangan na idagdag ang mga halaga ng mga presyon ng singaw ng lahat ng mga sangkap na bumubuo sa solusyon.
   • Halimbawa, isaalang-alang ang isang solusyon na gawa sa dalawang kemikal: benzene at toluene. Ang kabuuang dami ng solusyon ay 120 milliliters (ml); 60 ML ng benzene at 60 ML ng toluene.Ang temperatura ng solusyon ay 25 ° C, at ang presyon ng singaw sa 25 ° C ay 95.1 mm Hg. para sa benzene at 28.4 mm Hg. para sa toluene. Kinakailangan upang makalkula ang presyon ng singaw ng solusyon. Maaari nating gawin ito gamit ang mga siksik ng mga sangkap, kanilang mga timbang na molekular at mga halaga ng presyon ng singaw:
   • Timbang (benzene): 60 ml = 0.06 l × 876.50 kg / 1000 l = 0.053 kg = 53 g
   • Mass (toluene): 0.06 L × 866.90 kg / 1000 L = 0.052 kg = 52 g
   • Taling (benzene): 53 g × 1 mol / 78.11 g = 0.679 mol
   • Taling (toluene): 52 g × 1 mol / 92.14 g = 0.564 mol
   • Kabuuang bilang ng mga moles: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • Mole maliit na bahagi (benzene): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • Mole maliit na bahagi (toluene): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • Solusyon: P_solusyon = P_benzeneX_benzene + P_tolueneX_toluene
   • P_solusyon = (95.1 mmHg) (0.546) + (28.4 mmHg) (0.454)
   • P_solusyon = 51.92 mm Hg. Art. + 12.89 mm Hg. Art. = 64.81 mmHg Art.

Mga Tip

• Upang magamit ang equation ng Clapeyron Clausius, ang temperatura ay dapat na tinukoy sa mga degree Kelvin (denoted ng K). Kung ang iyong temperatura ay ibinigay sa Celsius, kailangan mo itong i-convert gamit ang sumusunod na formula: T_k = 273 + T_c
• Gumagana ang pamamaraang nasa itaas dahil ang enerhiya ay direktang proporsyonal sa dami ng init. Ang temperatura ng likido ay ang tanging kadahilanan sa kapaligiran na nakakaapekto sa presyon ng singaw.