Мазмун

• Кадамдар
• 3-метод 1: Клапейрон-Клаузиус теңдемесин колдонуу
• Метод 2 3: Эритмелердеги буу басымын эсептөө
• Метод 3 3: Атайын учурларда буу басымын эсептөө
• Кеңештер

Күндүн астында бир нече саат бою бөтөлкө калтырып, ачканда "чырылдаган" үндү уктуңуз беле? Бул үн буу басымынан келип чыккан. Химияда буу басымы - бул герметикалык жабылган идиште бууланган суюктуктун буусу тарабынан басылган басым. Берилген температурада буу басымын табуу үчүн Клапейрон-Клаузиус теңдемесин колдонуңуз: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Кадамдар

3-метод 1: Клапейрон-Клаузиус теңдемесин колдонуу

1. 1 Убакыттын өтүшү менен буу басымын эсептөө үчүн колдонулган Клапейрон-Клаузиус теңдемесин жазыңыз. Бул формула көпчүлүк физикалык жана химиялык көйгөйлөр үчүн колдонулушу мүмкүн. Теңдеме мындай көрүнөт: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), кайда:
   • ΔH_vap Суюктуктун бууланышынын энтальпиясы болуп саналат. Аны көбүнчө химия китептериндеги таблицадан табууга болот.
   • R - газдын константасы 8.314 J / (K × моль)
   • T1 - баштапкы температура (буу басымы белгилүү).
   • T2 - акыркы температура (буу басымы белгисиз).
   • Р1 жана Р2 - Т1 жана Т2 температураларындагы буу басымы.
2. 2 Сизге берилген чоңдуктардын маанилерин Клапейрон-Клаузиус теңдемесине алмаштырыңыз. Көпчүлүк көйгөйлөр температуранын эки маанисин жана басымдын маанисин же эки басымдын маанисин жана температуранын маанисин берет.
   • Мисалы, идиште 295 К температурада суюктук бар, анын буусунун басымы 1 атмосфера (1 атм). Буунун басымын 393 К табыңыз. Бул жерде сизге эки температура жана басым берилет, андыктан Клапейрон-Клаузиус теңдемесин колдонуу менен башка кысымды таба аласыз. Формулада берилген баалуулуктарды алмаштырып, сиз аласыз: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/R) ((1/393) - (1/295)).
   • Көңүл бургула, Клапейрон-Клаузиус теңдемесинде температура дайыма келвин, ал эми басым кандайдыр бир өлчөө бирдигинде өлчөнөт (бирок алар Р1 жана Р2 үчүн бирдей болушу керек).
3. 3 Туруктууларды алмаштырыңыз. Клапейрон-Клаузиус теңдемеси эки константаны камтыйт: R жана ΔH_vap... R дайыма 8.314 J / (K × моль) болуп саналат. ΔH мааниси_vap (буулануунун энтальпиясы) сиз тапканга аракет кылып жаткан заттын, буу басымына көз каранды; бул константаны көбүнчө химия китептериндеги таблицадан же веб -сайттардан табууга болот (мисалы, бул жерде).
   • Биздин мисалда, идиште суу бар дейли. ΔH_vap суу 40,65 кДж / мольго барабар же 40650 Дж / мольго барабар.
   • Константаларды формулага туташтырып, төмөнкүлөрдү алыңыз: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 Теңдемени алгебралык амалдарды колдонуу менен чечиңиз.
   • Биздин мисалда белгисиз өзгөрмө табигый логарифмдин белгиси астында (ln). Табигый логарифмден кутулуу үчүн, теңдеменин эки тарабын тең математикалык "э" константасынын күчүнө айландырыңыз. Башкача айтканда, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • Эми теңдемени чеч:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = д
   • 1 / P2 = 0.0165
   • P2 = 0.0165 = 60.76 атм. Мунун мааниси бар, анткени герметикалык жабылган идиште температураны 100 градуска көтөрүү бууланууну жогорулатат, бул буу басымын кыйла жогорулатат.

Метод 2 3: Эритмелердеги буу басымын эсептөө

1. 1 Рауль законун жаз. Чыныгы жашоодо таза суюктуктар сейрек кездешет; биз көбүнчө чечимдер менен иштейбиз. Чечим "эриткич" деп аталган химиялык заттын аз өлчөмүн башка "химиялык заттын" чоңураак суммасына кошуу аркылуу жасалат. Чечимдер болсо, Рауль мыйзамын колдонуңуз:П_чечим = P_{эриткич}X_{эриткич}, кайда:
   • П_чечим Эритменин буу басымы болуп саналат.
   • П_{эриткич} Эриткичтин буу басымы.
   • X_{эриткич} - эриткичтин мольдык үлүшү.
   • Эгерде сиз моль фракциясы эмне экенин билбесеңиз, окуңуз.
2. 2 Кайсы зат ээритүүчү, кайсысы эрүүчү болорун аныктаңыз. Эске салсак, эриген зат - бул ээрүүчү зат, ал эми эритүүчү - бул ээрүүчү зат.
   • Бир сироптун мисалын карап көрөлү. Сироп алуу үчүн, канттын бир бөлүгү суунун бир бөлүгүндө эригендиктен, шекер ээрүүчү зат, ал эми суу ээритүүчү болуп саналат.
   • Сахарозанын (кадимки канттын) химиялык формуласы С экенин эске алыңыз₁₂H₂₂О₁₁... Бизге келечекте керек болот.
3. 3 Эритменин температурасын табыңыз, анткени бул анын буу басымына таасирин тийгизет. Температура канчалык жогору болсо, буу басымы ошончолук жогору болот, анткени буулануу температуранын жогорулашы менен көбөйөт.
   • Биздин мисалда, сироптун температурасы 298 К (болжол менен 25 ° C) дейли.
4. 4 Эриткичтин буу басымын табыңыз. Көптөгөн жалпы химиялык заттар үчүн буу басымынын мааниси химия боюнча китептерде берилген, бирок алар адатта 25 ° C / 298 К температурада же алардын кайноо чекиттеринде берилет. Эгерде көйгөйдө сизге мындай температуралар берилсе, маалымдамалардагы баалуулуктарды колдонуңуз; болбосо, заттын берилген температурасындагы буу басымын эсептөө керек.
   • Бул үчүн Клапейрон-Клаузиус теңдемесин колдонуп, буу басымын жана температурасын 298 К (25 ° C) ордуна P1 жана T1 ордуна алмаштырыңыз.
   • Биздин мисалда, эритменин температурасы 25 ° C, андыктан маалымдама таблицаларындагы маанини колдонуңуз - 25 ° Cдагы суунун буу басымы 23,8 мм рт.
5. 5 Эриткичтин мольдык бөлүгүн табыңыз. Бул үчүн бир заттын моль санынын эритмедеги бардык заттардын жалпы санына болгон катышын табыңыз. Башкача айтканда, ар бир заттын молдук үлүшү (заттын молунун саны) / (бардык заттардын жалпы саны).
   • Айталы, сиз сироп жасоо үчүн 1 литр суу жана 1 литр сахарозаны (шекерди) колдондуңуз дейли. Бул учурда, ар бир заттын моль санын табуу керек. Ал үчүн ар бир заттын массасын табуу керек, анан моль алуу үчүн бул заттардын молярдык массаларын колдонуу керек.
   • 1 литр суунун салмагы = 1000 гр
   • 1 литр шекердин салмагы = 1056,7 г
   • Моль (суу): 1000 г × 1 моль / 18,015 г = 55,51 моль
   • Моль (сахароза): 1056,7 г × 1 моль / 342,2965 г = 3,08 моль (сахарозанын молярдык массасын анын химиялык формуласынан С табууга болорун эске алыңыз)₁₂H₂₂О₁₁).
   • Молдун жалпы саны: 55.51 + 3.08 = 58.59 моль
   • Суунун мол үлүшү: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 Эми маалыматтарды жана өлчөмдөрдүн табылган чоңдуктарын ушул бөлүмдүн башында берилген Raoult теңдемесине туташтырыңыз (П_чечим = P_{эриткич}X_{эриткич}).
   • Биздин мисалда:
   • П_чечим = (23,8 мм рт. С.) (0.947)
   • П_чечим = 22.54 мм рт Art. Бул мааниге ээ, анткени канттын бир аз өлчөмү көп сууда ээрип кетет (эгер моль менен өлчөнсө; алардын көлөмү литрде бирдей), ошондуктан буу басымы бир аз төмөндөйт.

Метод 3 3: Атайын учурларда буу басымын эсептөө

1. 1 Стандарттык шарттардын аныктамасы. Көбүнчө химияда температуранын жана басымдын маанилери "демейки" маанинин бир түрү катары колдонулат. Бул баалуулуктар стандарттык температура жана басым (же стандарттык шарттар) деп аталат. Буу басымынын көйгөйлөрүндө стандарттык шарттар көп айтылат, андыктан стандарттык баалуулуктарды эстөө жакшы:
   • Температура: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • Басым: 760 мм рт.ст. / 1 ​​атм / 101,325 кПа
2. 2 Башка өзгөрмөлөрдү табуу үчүн Клапейрон-Клаузиус теңдемесин кайра жазыңыз. Бул макаланын биринчи бөлүмүндө таза заттардын буу басымын кантип эсептөө керектиги көрсөтүлгөн. Бирок, бардык көйгөйлөр P1 же P2 басымын табууну талап кылбайт; көптөгөн көйгөйлөрдө температураны же ΔH маанисин эсептөө керек_vap... Мындай учурларда Клапейрон-Клаузиус теңдемесин теңдеменин бир жагына белгисизди бөлүп кайра жазыңыз.
   • Мисалы, белгисиз суюктук берилген, буу басымы 273 Кда 25 Тор жана 325 К болгондо 150 Тор Бул суюктуктун буулануу энтальпиясын табуу керек (башкача айтканда, ΔH_vap). Бул көйгөйдү чечүү:
   • 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 Эми сиз үчүн берилген баалуулуктарды алмаштырыңыз:
   • 8.314 J / (K × моль) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × моль) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223.83 Дж / моль
3. 3 Өткөргүчтүн буу басымын карап көрөлү. Бул макаланын экинчи бөлүмүндөгү биздин мисалда, эриген зат - кант - бууланып кетпейт, бирок эгерде эриген зат буу чыгарса (бууланып), анда буу басымын эске алуу керек. Бул үчүн Raoult теңдемесинин өзгөртүлгөн түрүн колдонуңуз: P_чечим = Σ (б_затX_зат), мында Σ (сигма) белгиси эритмени түзгөн бардык заттардын буу басымынын маанилерин кошуу зарыл экенин билдирет.
   • Мисалы, эки химиялык заттан турган эритмени карап көрөлү: бензол жана толуол. Эритменин жалпы көлөмү 120 миллилитр (мл); 60 мл бензол жана 60 мл толуол.Эритменин температурасы 25 ° C, ал эми 25 ° Cдагы буу басымы 95.1 мм рт. бензол жана 28,4 мм Hg үчүн. толуол үчүн. Эритменин буу басымын эсептөө зарыл. Биз муну заттардын тыгыздыгын, алардын молекулярдык салмагын жана буу басымынын маанилерин колдонуп жасай алабыз:
   • Салмагы (бензол): 60 мл = 0,06 л × 876,50 кг / 1000 л = 0,053 кг = 53 г
   • Массасы (толуол): 0,06 L × 866,90 кг / 1000 л = 0,052 кг = 52 гр
   • Моль (бензол): 53 г × 1 моль / 78,11 г = 0,679 моль
   • Моль (толуол): 52 г × 1 моль / 92,14 г = 0,564 моль
   • Молдун жалпы саны: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • Моль фракциясы (бензол): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • Моль фракциясы (толуол): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • Чечим: П_чечим = P_бензолX_бензол + P_толуолX_толуол
   • П_чечим = (95.1 мм рт. С.) (0.546) + (28.4 мм рт. С.) (0.454)
   • П_чечим = 51.92 мм Hg. Art. + 12.89 мм Hg. Art. = 64.81 мм рт Art.

Кеңештер

• Клапейрон Клаузиус теңдемесин колдонуу үчүн температура Кельвин градусунда көрсөтүлүшү керек (К менен белгиленет). Эгерде сиздин температураңыз Цельсий боюнча берилген болсо, анда аны төмөнкү формула менен алмаштырууңуз керек: Т._к = 273 + T_в
• Жогорудагы ыкма иштейт, анткени энергия жылуулуктун санына түз пропорционалдуу. Суюктуктун температурасы буу басымына таасир этүүчү экологиялык фактор.