Inhalt

• Schrëtt
• Method 1 vun 3: Benotzt d'Clapeyron-Clausius Equatioun
• Method 2 vun 3: Berechnung vum Dampdrock a Léisungen
• Method 3 vun 3: Berechnung vum Dampdrock a Spezialfäll
• Tipps

Hutt Dir jeemools eng Fläsch Waasser fir e puer Stonnen ënner der brennender Sonn hannerlooss an e "sissen" Toun héieren wann Dir en opmaacht? Dëse Sound gëtt vum Dampdrock verursaacht. An der Chimie ass den Dampdrock den Drock deen duerch den Damp vun enger Flëssegkeet ausgeübt gëtt, déi an engem hermetesch zouene Behälter verdampt. Fir den Dampdrock bei enger bestëmmter Temperatur ze fannen, benotzt d'Clapeyron-Clausius Equatioun: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Schrëtt

Method 1 vun 3: Benotzt d'Clapeyron-Clausius Equatioun

1. 1 Schreift d'Clapeyron-Clausius Gläichung op déi benotzt gëtt fir den Dampdrock ze berechnen wéi se sech mat der Zäit ännert. Dës Formel kann fir déi meescht kierperlech a chemesch Probleemer benotzt ginn. D'Gleichung gesäit esou aus: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), wou:
   • ΔH_vap Ass d'Entalpie vun der Verdampfung vun der Flëssegkeet. Et kann normalerweis an engem Dësch a Chemie -Léierbicher fonnt ginn.
   • R - Gaskonstant gläich wéi 8.314 J / (K × mol)
   • T1 ass déi initial Temperatur (bei där den Dampdrock bekannt ass).
   • T2 ass d'Finale Temperatur (bei där den Dampdrock onbekannt ass).
   • P1 a P2 - Dampdrock bei Temperaturen T1 respektiv T2.
2. 2 Ersetzt d'Wäerter vun de Quantitéiten, déi Iech ginn, an d'Clapeyron-Clausius Equatioun. Déi meescht Probleemer ginn zwee Temperaturwäerter an en Drockwäert, oder zwee Drockwäerter an en Temperaturwäert.
   • Zum Beispill enthält e Schiff Flëssegkeet bei enger Temperatur vun 295 K, a säin Dampdrock ass 1 Atmosphär (1 Atm). Fannt den Dampdrock bei 393 K. Hei kritt Dir zwou Temperaturen an en Drock, sou datt Dir en aneren Drock fannt mat der Clapeyron-Clausius Equatioun. Ersetzt d'Wäerter, déi Iech an der Formel ginn, kritt Dir: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/R) ((1/393) - (1/295)).
   • Notéiert w.e.g. datt an der Clapeyron-Clausius Equatioun d'Temperatur ëmmer a Kelvin gemooss gëtt, an den Drock an all Moosseenheet (awer si musse fir P1 a P2 d'selwecht sinn).
3. 3 D'Konstanten ersetzen. D'Clapeyron-Clausius Equatioun enthält zwee Konstanten: R an ΔH_vap... R ass ëmmer 8,314 J / (K × mol). Den héchste Wäert vun HHH_vap (Enthalpie vun der Verdampfung) hänkt vun der Substanz of, vum Dampdrock vun deem Dir probéiert ze fannen; dës Konstante kann normalerweis an engem Dësch a Chemie -Léierbicher oder op Websäiten (zum Beispill hei) fonnt ginn.
   • An eisem Beispill, loosst eis soen datt et Waasser am Schëff ass. ΔH_vap Waasser ass gläich wéi 40,65 kJ / mol oder gläich wéi 40650 J / mol.
   • Plug d'Konstanten an d'Formel a kritt: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 Solvéiert d'Gläichung mat algebraesche Operatiounen.
   • An eisem Beispill ass déi onbekannt Variabel ënner dem Zeeche vum natierleche Logarithmus (ln). Fir vum natierleche Logarithmus lass ze ginn, konvertéiert béid Säiten vun der Equatioun an d'Kraaft vun der mathematescher Konstant "e". An anere Wierder, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • Elo léist d'Gleichung:
   • 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 eng. Dëst mécht Sënn, well d'Temperatur an engem hermetesch zouene Behälter ëm 100 Grad eropgeet wäert d'Verdampfung erhéijen, wat den Dampdrock wesentlech eropgeet.

Method 2 vun 3: Berechnung vum Dampdrock a Léisungen

1. 1 Schreift dem Raoult säi Gesetz op. Am richtege Liewen si reng Flëssegkeeten rar; mir beschäftegen eis dacks mat Léisungen. Eng Léisung gëtt gemaach andeems eng kleng Quantitéit vun enger bestëmmter Chemikalie als "Solute" zu enger gréisserer Quantitéit vun enger anerer Chemikalie bezeechent gëtt, genannt "Léisungsmëttel". Am Fall vu Léisunge benotzt Raoult d'Gesetz:P._Léisung = P dir_{Léisungsmëttel}X_{Léisungsmëttel}, wou:
   • P._Léisung Ass den Dampdrock vun der Léisung.
   • P._{Léisungsmëttel} Ass den Dampdrock vum Léisungsmëttel.
   • X_{Léisungsmëttel} - d'Molfraktioun vum Léisungsmëttel.
   • Wann Dir net wësst wat eng Molfraktioun ass, da liest weider.
2. 2 Bestëmmt wéi eng Substanz d'Léisungsmëttel wäert sinn a wéi eng d'Léisung wäert sinn. Denkt drun datt e Solute eng Substanz ass déi an engem Léisungsmëttel opléist, an e Léisungsmëttel ass eng Substanz déi e Solute opléist.
   • Betruecht e Sirup Beispill. Fir e Sirup ze kréien, gëtt een Deel Zocker an engem Deel Waasser opgeléist, sou datt Zocker e Solut ass a Waasser e Léisungsmëttel ass.
   • Notéiert datt d'chemesch Formel fir Saccharose (gemeinsamen Zocker) C ass₁₂H.₂₂O.₁₁... Mir brauche se an Zukunft.
3. 3 Fannt d'Temperatur vun der Léisung, well se säin Dampdrock beaflosst. Wat méi héich d'Temperatur ass, wat méi héich ass den Dampdrock, well d'Verdampfung mat der Temperatur eropgeet.
   • An eisem Beispill, loosst eis soen datt d'Siruptemperatur 298 K (ongeféier 25 ° C) ass.
4. 4 Fannt den Dampdrock vum Léisungsmëttel. Dampdrockwäerter fir vill üblech Chemikalien ginn a Chemiehandbicher uginn, awer dës ginn typesch bei Temperaturen vun 25 ° C / 298 K oder bei hire Kachpunkten uginn. Wann am Problem Dir esou Temperaturen kritt, benotzt d'Wäerter aus de Referenzbicher; soss musst Dir den Dampdrock bei enger bestëmmter Temperatur vun der Substanz berechnen.
   • Fir dëst ze maachen, benotzt d'Clapeyron-Clausius Equatioun, ersetzt den Dampdrock an d'Temperatur vun 298 K (25 ° C) anstatt P1 respektiv T1.
   • An eisem Beispill ass d'Temperatur vun der Léisung 25 ° C, also benotzt de Wäert aus de Referenztabellen - den Dampdrock vum Waasser bei 25 ° C ass 23,8 mmHg.
5. 5 Fannt d'Molfraktioun vum Léisungsmëttel. Fir dëst ze maachen, fënnt de Verhältnis vun der Unzuel vu Mol vun enger Substanz zu der Gesamtzuel vun de Mol vun alle Substanzen an der Léisung. An anere Wierder, d'Molfraktioun vun all Substanz ass (Zuel vu Mol vun der Substanz) / (d'Gesamtzuel vun de Mol vun alle Substanzen).
   • Loosst eis soen datt Dir 1 Liter Waasser an 1 Liter Saccharose (Zocker) benotzt hutt fir e Sirup ze maachen. An dësem Fall ass et néideg d'Zuel vu Mol vun all Substanz ze fannen. Fir dëst ze maachen, musst Dir d'Mass vun all Substanz fannen, an dann d'Molermassen vun dëse Substanze benotze fir Mol ze kréien.
   • Gewiicht vun 1 Liter Waasser = 1000 g
   • Gewiicht vun 1 Liter Zocker = 1056,7 g
   • Mol (Waasser): 1000 g × 1 mol / 18,015 g = 55,51 mol
   • Mol (Sucrose): 1056,7 g × 1 mol / 342,2965 g = 3,08 mol (Notéiert datt Dir déi molmass vun der sucrose aus senger chemescher Formel C fannt₁₂H.₂₂O.₁₁).
   • Gesamtzuel vun de Mol: 55,51 + 3,08 = 58,59 mol
   • Molfraktioun Waasser: 55,51 / 58,59 = 0,947.
6. 6 Plug elo d'Donnéeën an déi fonnt Wäerter vun de Quantitéiten an d'Raoult Equatioun, déi am Ufank vun dëser Sektioun uginn ass (P._Léisung = P dir_{Léisungsmëttel}X_{Léisungsmëttel}).
   • An eisem Beispill:
   • P._Léisung = (23,8 mmHg) (0,947)
   • P._Léisung = 22,54 mmHg Art. Dëst mécht Sënn, well eng kleng Quantitéit Zocker an enger grousser Quantitéit Waasser opgeléist gëtt (wa se a Mol gemooss ginn; hire Betrag ass d'selwecht a Liter), sou datt den Dampdrock liicht erofgeet.

Method 3 vun 3: Berechnung vum Dampdrock a Spezialfäll

1. 1 Definitioun vu Standardbedéngungen. Dacks an der Chimie ginn Temperatur- an Drockwäerter als eng Zort "Standard" Wäert benotzt. Dës Wäerter ginn Standardtemperatur an Drock (oder Standardbedéngungen) genannt. Bei Dampdrockprobleemer ginn Standardbedéngungen dacks ernimmt, sou datt et besser ass d'Standardwäerter z'erënneren:
   • Temperatur: 273,15 K / 0˚C / 32 F
   • Drock: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 Schreift d'Clapeyron-Clausius Equatioun nei fir aner Variabelen ze fannen. Déi éischt Sektioun vun dësem Artikel huet gewisen wéi d'Dampdrock vu reinen Substanzen ze berechnen. Wéi och ëmmer, net all Probleemer erfuerderen den Drock P1 oder P2 ze fannen; a ville Probleemer ass et noutwendeg d'Temperatur oder de Wäert vun ΔH ze berechnen_vap... An esou Fäll, iwwerschreift d'Clapeyron-Clausius Equatioun andeems Dir dat Onbekannt op enger Säit vun der Gleichung isoléiert.
   • Zum Beispill, mat enger onbekannter Flëssegkeet, vum Dampdrock vun deem 25 Torr bei 273 K an 150 Torr bei 325 K. Et ass noutwendeg d'Entalpie vun der Verdampfung vun dëser Flëssegkeet ze fannen (dat heescht ΔH_vap). D'Léisung fir dëse Problem:
   • 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 Elo ersetzen déi uginn Wäerter fir Iech:
   • 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 Bedenkt den Dampdrock vum Permeat. An eisem Beispill aus der zweeter Sektioun vun dësem Artikel verdampft d'Léisung - Zocker - net, awer wann d'Léisung Damp produzéiert (verdampt), soll den Dampdrock berécksiichtegt ginn. Fir dëst ze maachen, benotzt eng modifizéiert Form vun der Raoult Equatioun: P_Léisung = Σ (P._SubstanzX_Substanz), wou d'Symbol Σ (Sigma) heescht datt et noutwendeg ass d'Wäerter vun den Dampdrock vun alle Substanzen derbäi ze bréngen, déi d'Léisung ausmaachen.
   • Zum Beispill, betruecht eng Léisung aus zwee Chemikalien: Benzen an Toluen. De Gesamtvolumen vun der Léisung ass 120 Milliliter (ml); 60 ml Benzen a 60 ml Toluen.D'Léisungstemperatur ass 25 ° C, an den Dampdrock bei 25 ° C ass 95,1 mm Hg. fir Benzen an 28,4 mm Hg. fir Toluen. Et ass noutwendeg fir den Dampdrock vun der Léisung ze berechnen. Mir kënnen dëst maache mat der Dicht vu Substanzen, hire Molekulargewiichter a Dampdrockwäerter:
   • Gewiicht (Benzen): 60 ml = 0,06 l × 876,50 kg / 1000 l = 0,053 kg = 53 g
   • Mass (Toluen): 0,06 L × 866,90 kg / 1000 L = 0,052 kg = 52 g
   • Mol (Benzen): 53 g × 1 mol / 78,11 g = 0,679 mol
   • Mol (Toluen): 52 g × 1 mol / 92,14 g = 0,564 mol
   • Gesamtzuel vun de Mole: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • Molfraktioun (Benzen): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • Molfraktioun (Toluen): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • Léisung: P._Léisung = P dir_benzenX_benzen + P._toluenX_toluen
   • P._Léisung = (95,1 mmHg) (0,546) + (28,4 mmHg) (0,454)
   • P._Léisung = 51,92 mm Hg. Art. + 12,89 mm Hg. Art. = 64,81 mmHg Art.

Tipps

• Fir d'Clapeyron Clausius Equatioun ze benotzen, muss d'Temperatur a Grad Kelvin spezifizéiert ginn (bezeechent mat K). Wann Är Temperatur am Celsius uginn ass, musst Dir se konvertéieren mat der folgender Formel: T_k = 273 + T._c
• Déi uewe genannte Method funktionnéiert well d'Energie direkt proportional ass mat der Quantitéit un Hëtzt. D'Temperatur vun der Flëssegkeet ass deen eenzegen Ëmweltfaktor deen den Dampdrock beaflosst.