Hogyan számíthatjuk ki a presse párot -

Voltál már egy üveg vizet néhány órára az égő nap alatt, és hallotta a "sziszegő" hangot, megnyitva? Ezt a hangot gőznyomás okozza. A kémiában a gőz nyomása a folyékony gőz által sugárzott nyomás, amely hermetikusan zárt edényben elpárolog. Ahhoz, hogy az érpár nyomását egy adott hőmérsékleten használja, használja a Klapairon Clauses egyenletét: Ln (p1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1 / t2) - (1 / t1)).

Lépések

1. módszer 3:

KlapArone Clausius egyenlet használata

egy. Jegyezze fel a KlapArone Clausius egyenletet, amelyet a párnyomás kiszámításához használnak, amikor idővel megváltozik. Ez a képlet a legtöbb fizikai és kémiai problémákban használható. Az egyenlet a következő: Ln (p1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1 / t2) - (1 / t1)), ahol:

Δh_Vap - A folyadék bepárlása. Rendszerint a kémiai tankönyvek táblázatában megtalálható.
R - gázállandó, 8,314 j / (k × mol)
T1 - Kezdeti hőmérséklet (amelyen a gőznyomás ismert).
T2 - a végső hőmérséklet (amelynél a párnyomás ismeretlen).
P1 és p2 - a pár és a t2 párnyomás.

2. Az értékek értékeinek értékeihez a klapairon-clausius értékeihez. A legtöbb feladat két hőmérsékleti értéket és nyomásértéket vagy két nyomásértéket és hőmérsékletértéket kap.

Például a tartály 295 k hőmérsékleten folyadék, gőznyomás 1 atmoszféra (1 atm). Keresse meg a gőzök nyomását 393 k hőmérsékleten. Itt két hőmérsékleti értéket és nyomásértéket kapsz, így további nyomásértéket találhat a Klapairon Clausius egyenletével. Az értékek helyettesítése a képletben, akkor megkapja: Ln (1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1/393) - (1/295)).

Megjegyezzük, hogy a Klapairone Clausius egyenlet, a hőmérsékletet mindig mért Kelvin, és a nyomás minden mértékegység (de meg kell egyeznie a P1 és P2).

3. Helyettesítő állandók. A KlapAlone Clausius egyenlet két konstansot tartalmaz: r és Δh_Vap. R mindig egyenlő 8,314 j / (k × mol). Érték Δh_Vap (Párolgás enthalpia) tartalmától függ, a gőz nyomását, melyek próbál találni - ez az állandó, mint általában megtalálható a táblázatban a tankönyvekben a kémia vagy a webhelyeken (például, itt).

Példánkban azt feltételezzük, hogy a víz a hajóban van. Δh_Vap Víz 40,65 kJ / mol vagy egyenlő 40650 j / mol.

Helyettesítő állandók a képletben, és: ln (1 / p2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).

4. Határozza meg az egyenletet algebrai műveletekkel.

Példánkban egy ismeretlen változó a természetes logaritmus (LN) jele alatt áll. Ahhoz, hogy megszabaduljon a természetes logaritmumtól, fordítsa meg az egyenlet mindkét oldalát az "E" matematikai konstans fokához. Más szavakkal, ln (x) = 2 → e = e → x = e.

Most döntse el az egyenletet:

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. Van értelme, mivel a hermetikusan zárt edény 100 fokos emelkedésének emelkedése a párologtatás növekedéséhez vezet, ami jelentősen növeli a pár nyomását.

3. módszer 3:

A gőz nyomásának kiszámítása megoldásokban

egy. Írja le a törvény raulját. A valós életben tiszta folyadékok találhatók, gyakran megoldásokkal foglalkozunk. Az oldatot úgy állítjuk elő, hogy kis mennyiségű egy bizonyos kémiai, az úgynevezett "feloldott anyag", az "oldószer" néven nagyobb számú vegyi anyaghoz. Megoldások esetén használja Raoul törvényét:P_megoldás = P_oldószerX_oldószer, ahol:

P_megoldás - Nyomásgőz.
P_oldószer - Oldószergőznyomás.
X_oldószer - az oldószer moláris aránya.
Ha nem tudja, mi a "Mole Share", olvassa el.

A kép kiszámítása a gőznyomás 6. lépését

2. Meghatározza, hogy melyik anyag lesz oldószer, és néhány - oldott. Emlékezzünk vissza, hogy az oldott anyag oldószerben oldott anyag, és az oldószer egy oldott oldott anyagok.

Tekintsük a szirup példáját. A szirup beszerzéséhez a cukor egy részét feloldjuk a víz egy részében, így a cukor oldott anyag, és a víz oldószer.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a szacharóz (rendes cukor) kémiai képlete: c₁₂H₂₂O_tizenegy. Tovább kell lennie.

3. Keresse meg az oldat hőmérsékletét, mivel befolyásolja a párja nyomását. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a gőz nyomása, mivel a gőzképződés növekszik a hőmérséklet növelésével.

Példánkban feltételezzük, hogy a szirup hőmérséklete 298 k (kb. 25 ° C).

A kép kiszámítása a gőznyomás 8. lépését

4. Keresse meg az oldószergőz nyomását. A kémiai referenciakönyvekben a sok közös vegyi anyag gőzeinek nyomását adják meg, de általában az ilyen értékeket az anyagok 25 ° C / 298-as hőmérsékleten vagy forráshőmérsékleten vagy azoknál. Ha ilyen hőmérsékleteket adnak a feladatban, használjon értékeket referenciakönyvekből - egyébként, meg kell számolnia a gőzök nyomását az anyag ezen hőmérsékletén.

Ehhez használja a Klapairon Clausius egyenletet, helyettesíti a gőzök nyomását és a 298 K hőmérsékletet (25 ° C) helyett p1 és t1 helyett.

Példánkban az oldat hőmérséklete 25 ° C, így az értéket a referenciakáblákból - a vízgőznyomás 25 ° C-on 23,8 mm-es higanyoszlop.

öt. Keresse meg az oldószer mole frakcióját. Ehhez keresse meg az anyag móljainak számának arányát az oldat összes anyagának összes móljához. Más szóval, az egyes anyagok moláris aránya megegyezik (az anyag móljainak száma) / (az összes anyag móljainak száma).

Tegyük fel, hogy a szirup előkészítéséhez 1 liter vizet és 1 liter szacharózt (cukor) használt. Ebben az esetben meg kell találni az egyes anyagok móljainak számát. Ehhez sok minden anyagot kell találnia, majd ezeket az anyagok moláris tömegét használja a lepkék.

1 l-es víz tömege = 1000 g

1 l sahara tömege = 1056,7

Mole (víz): 1000 g × 1 mol / 18,015 g = 55,51 mol

Mole (szacharóz): 1056,7 g × 1 mol / 342,2965 g = 3,08 mol (vegye figyelembe, hogy lehet Keresse meg a moláris súlyt szacharóz a C kémiai képletéből₁₂H₂₂O_tizenegy).

Molyok száma: 55,51 + 3,08 = 58,59 mol

Víz Molar Megosztás: 55,51 / 58,59 = 0,947.

6. Most helyettesítse az adatokat és a talált értékeket a Raoul egyenletben, amely a szakasz elején van (P_megoldás = P_oldószerX_oldószer).

Példánkban:

P_megoldás = (23,8 mm Rt. Művészet.) (0,947)

P_megoldás = 22,54 mm Hg. Művészet. Van értelme, mivel kis mennyiségű cukrot oldottunk nagy mennyiségű vízben (ha melaszban mérve - literben, számuk ugyanaz), így a gőzök nyomása enyhén csökken.

3. módszer 3:

A gőznyomás kiszámítása speciális esetekben

egy. A szabványos feltételek meghatározása. Gyakran a kémia a hőmérsékletet és a nyomást egyfajta "alapértelmezett" értékként használja. Az ilyen értékeket szabványos hőmérsékletnek és nyomásnak (vagy szabványos feltételeknek) nevezik. A Steam nyomására vonatkozó feladatok során a standard feltételeket gyakran említik, így jobb, ha jobban emlékeznének a szabványos értékekre:

Hőmérséklet: 273.15 K / 0˚C / 32 F
Nyomás: 760 mm Rt.Művészet./ 1 atm./ 101,325 kPa

2. Írja át a Klapairon-Clausius egyenletet, hogy megtalálja más változókat. A cikk első szakaszában bemutatták, hogyan kell kiszámítani a tiszta anyagok gőzének nyomását. Azonban nem minden feladatban meg kell találnod a P1 vagy P2-es nyomást, sok feladatban meg kell számolnia a Δh hőmérsékletét vagy értékét_Vap. Ilyen esetekben írja át a Klapairon Clausius egyenletet, az ismeretlen értéket az egyenlet egyik oldalán.

Például egy ismeretlen folyadékot kapunk, amelynek gőznyomása 25 torr, 273 K és 150 Torr, 325 K. Meg kell találni a folyadék elpárologtatásának entalpiáját (azaz Δh_Vap). A probléma megoldása:

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 Most alig terjed az értékek:

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. Tekintsük az oldott anyag párjának nyomását. A mi példánkban, a második részben ezt a cikket, egy oldott anyag - a cukor - nem párolog, de ha az oldott anyag gőzt termel (bepároljuk), a nyomás egy ilyen pár kell tekinteni. Ehhez használja a Raoul egyenlet módosított nézetét: P_megoldás = Σ (p_anyagX_anyag), ha az σ (Sigma) szimbólum azt jelenti, hogy az összes olyan anyaggőzének nyomásainak értékét kell hozzáadni, amelyből az oldat áll.

Például vegye figyelembe a két vegyi anyagból álló megoldást: benzol és toluol. 120 milliliter (ml) - 60 ml benzol és 60 ml toluol. Az oldat hőmérséklete 25 ° C, és a gőz hőmérséklete 25 ° C-on 95,1 mm Rt.Művészet. Benzol és 28,4 mm RT.Művészet. Tolole. Meg kell kiszámolni a nyomást gőznyomást. Az anyagok sűrűségével, molekuláris tömegeik és gőznyomás értékeivel is megtehetjük:

Tömeg (benzol): 60 ml = 0,06 l × 876,50 kg / 1000 l = 0,053 kg = 53 g

Tömeg (toluol): 0,06 l × 866,90 kg / 1000 l = 0,052 kg = 52 g

Mole (benzol): 53 g × 1 mol / 78,11 g = 0,679 mol

Mole (toluol): 52 g × 1 mol / 92,14 g = 0,564 mol

Molyok száma: 0,679 + 0,564 = 1,243

Moled részvény (benzol): 0,679 / 1,243 = 0,546

Moled részvény (toluol): 0,564 / 1,243 = 0,454

Megoldás: P_megoldás = P_benzolX_benzol + P_toluolX_toluol

P_megoldás = (95,1 mm Rt. Művészet.) (0,546) + (28,4 mm Rt. Művészet.) (0,454)

P_megoldás = 51,92 mm Rt. Művészet. + 12.89 mm Rt. Művészet. = 64,81 mm Rt. Művészet.

Tippek

A Clausius Clauserone egyenlet használatához a hőmérsékletet a Kelvin fokokban kell feltüntetni (jelölve). Ha Celsius hőmérséklete van, akkor a következő képlet segítségével konvertálni kell: T_K = 273 + t_C
A fent leírt módszer működik, mivel az energia közvetlenül arányos a hőmennyiséggel. A folyadék hőmérséklete az egyetlen olyan környezeti tényező, amelyen a gőzök nyomása függ.