Koncepcja ciśnienia pary, przykłady i ćwiczenia rozwiązane

ciśnienie pary Jest to taki, który doświadcza powierzchni cieczy lub substancji stałej, jako iloczyn z termodynamicznej równowagi jej cząstek w zamkniętym układzie. System zamknięty jest rozumiany przez pojemnik, pojemnik lub butelkę, które nie są narażone na ciśnienie powietrza i atmosferyczne.

Dlatego cała ciecz lub ciało stałe w pojemniku wywierają na siebie charakterystyczne ciśnienie pary w swoim charakterze chemicznym. Nieotwarta butelka z wodą znajduje się w równowadze z parą wodną, ​​która „apisja” powierzchnia płynu i wewnętrznych ścian butelki.

Drinki Gasified ilustrują pojęcie ciśnienia pary. Źródło: Pixabay.

Chociaż temperatura pozostaje stała, nie będzie zmienności ilości pary wodnej obecnej w butelce. Ale jeśli wzrośnie, pojawi się punkt, w którym powstanie ciśnienie, które może strzelać z pokrywki; Jak to się dzieje, gdy próba napełnienia i celowo zamykanie butelki z wrzącą wodą.

Z drugiej strony napoje gazowe są bardziej oczywistym (i bezpiecznym) przykładem, więc rozumiane jest ciśnienie pary. Podczas ich odkrywania bilans gazowy jest przerywany w środku, para jest uwalniana na zewnątrz w dźwięku podobnym do siodła. Nie zdarzyłoby się to, gdyby ciśnienie pary było niższe lub nikczemne.

[TOC]

Koncepcja ciśnienia pary

Ciśnienie pary i siły międzycząsteczkowe

Odkrywanie kilku napojów z otanami, na te same warunki, oferuje jakościowe ideę, których większe ciśnienie pary, w zależności od intensywności emitowanego dźwięku.

Butelka eteru również zachowywałaby się w ten sam sposób; Nie taki z oleju, miodu, syropu lub odmiany mielonej kawy. Nie wydają żadnego powiadomienia, chyba że zwolnią gazy z powodu rozkładu.

Dzieje się tak, ponieważ ich presja pary jest niższa lub nikczemna. To, co ucieka z butelki, to cząsteczki faz gazowych, które muszą najpierw pokonać siły, które utrzymują je „uwięzione” lub spójne w cieczy lub substancji stałej; Oznacza to, że muszą pokonać siły międzycząsteczkowe lub interakcje wykonywane przez cząsteczki ich otoczenia.

Może ci służyć: fluor magnezowy: struktura, właściwości, synteza, zastosowania

Gdyby nie było interakcji, w butelce nie byłoby nawet płynu ani ciała stałego. Dlatego im słabsze interakcje międzycząsteczkowe są, tym bardziej prawdopodobne jest, że cząsteczki porzucenia nieuporządkowanego cieczy lub porządek lub amorficzne struktury ciała stałego.

Dotyczy to nie tylko czystych substancji lub związków, ale także do mieszanin, w których wchodzą wspomniane napoje i alkohole. Dlatego możliwe jest przewidzieć, która butelka będzie miała większe ciśnienie pary, znając skład jej zawartości.

Parowanie i zmienność

Płyn lub stałe wewnątrz butelki, zakładając, że zostanie odkryta, będzie ciągle odparowywać; Oznacza to, że cząsteczki jego powierzchniowej ucieczki do fazy gazowej, które są rozproszone w powietrzu i jej prądach. Dlatego woda całkowicie odparowuje, jeśli butelka nie jest zamknięta lub garnek jest przykryty.

Ale to samo nie dzieje się z innymi płynami, a tym bardziej, jeśli chodzi o ciałę stałych. Ciśnienie pary dla tych ostatnich jest zwykle tak śmieszne, że być może miliony lat są potrzebne, zanim dostrzega się spadek wielkości; Zakładając, że nie zostały utlenione, erodowane ani rozkładane przez cały ten czas.

Następnie mówi się, że substancja lub związek jest lotny, jeśli szybko odparowuje w temperaturze pokojowej. Należy zauważyć, że zmienność jest koncepcją jakościową: nie jest ilościowa, ale jest produktem porównania parowania między kilkoma cieczami i ciałami stałymi. Ci, którzy szybciej odparowują, będą uważani za bardziej niestabilne.

Z drugiej strony ciśnienie pary jest dostrojenie, zbierając się w sobie, co jest rozumiane jako parowanie, wrzenie i zmienność.

Równowaga termodynamiczna

Cząsteczki w fazie gazowej zderzają się z powierzchnią cieczy lub stałą. W ten sposób siły międzycząsteczkowe innych cząsteczek, bardziej skondensowane, mogą je zatrzymać i zatrzymać, unikając w ten sposób ponownie jako para. Jednak w procesie innych cząsteczek powierzchniowych udaje się uciec, stając się parą.

Jeśli butelka zostanie zamknięta, nadejdzie czas, w którym liczba cząsteczek, które dostają się do cieczy lub substancji stałej, będzie równa tym, które je opuszczają. Mamy równowagę, co zależy od temperatury. Jeśli temperatura wzrośnie lub spadnie, ciśnienie pary zmieni się.

Może ci służyć: aminy

W wyższej temperaturze, im wyższe ciśnienie pary, ponieważ cząsteczki cieczy lub stałych będą miały więcej energii i mogą łatwiej uciec. Ale jeśli temperatura pozostanie stała, równowaga zostanie ponownie ustalona; to znaczy ciśnienie pary przestanie rosnąć.

Przykłady ciśnienia pary

Załóżmy, że masz N-Butano, rozdz₃Ch₂Ch₂Ch₃, i dwutlenek węgla, co₂, W dwóch oddzielnych pojemnikach. W 20 ° C mierzono ich ciśnienia pary. Ciśnienie pary dla N-Butano to około 2,17 atm, a dwutlenek węgla 56,25 atm.

Ciśnienie pary można również mierzyć w jednostkach PA, BAR, Torr, MMHG i innych. Co₂ Ma ciśnienie pary prawie 30 razy wyższe niż N-Butan, więc na pierwszy rzut oka twój pojemnik musi być bardziej odporny, aby móc go przechowywać; I mając szczeliny, wystrzeliwuje bardziej gwałtownie.

Ten co₂ Jest rozpuszczony w napojach z powodu wysagifikowanych, ale w dość małych ilościach, aby gdy butelki lub puszki nie wybuchły, ale pojawia się tylko jeden dźwięk.

Z drugiej strony mamy dietetyk, ch₃Ch₂Och₂Ch₃ lub ET₂Lub, którego ciśnienie pary w temperaturze 20 ° C wynosi 0,49 atm. Pojemnik tego eteru podczas odkrywania będzie brzmiał podobnie do sody. Jego ciśnienie pary jest prawie 5 razy mniejsze niż ciśnienie N-Butan, więc teoretycznie będzie bardziej z pewnością manipulować butelką dietetyki niż butelka N-butan.

Rozwiązane ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Które z poniższych dwóch związków oczekuje się, że ciśnienie pary będą miały większe niż 25 ° C? Dietetyléter lub alkohol etylowy?

Strukturalna formuła dietylu jest Cho₃Ch₂Och₂Ch₃, i alkohol etylowy, Cho₃Ch₂Oh. Zasadniczo dietyloéter ma większą masę cząsteczkową, jest większa, więc można było uwierzyć, że jego ciśnienie pary jest niższe, ponieważ jego cząsteczki są cięższe. Jednak występuje odwrotnie: dietyl jest bardziej lotny niż alkohol etylowy.

Może ci służyć: kwas hipoklorystyczny (HCLO): struktura, właściwości, zastosowania, synteza

To dlatego, że Choles Cho₃Ch₂Och, jak Choons₃Ch₂Och₂Ch₃, Wchodzą w interakcje przez siły dipola-dipolo. Ale w przeciwieństwie do dietylu, alkohol etylowy jest w stanie tworzyć mosty wodoru, które charakteryzują się szczególnie silnymi i kierunkowymi dipolami: Cho₃Ch₂Ho-hoch₂Ch₃.

W konsekwencji ciśnienie pary alkoholu etylowego (0,098 atm) jest niższe niż w przypadku dietylu (0,684 atm), pomimo faktu, że jego cząsteczki są jaśniejsze.

Ćwiczenie 2

Które z poniższych dwóch substancji stałych ma najwyższe ciśnienie pary w temperaturze 25ºC? Naftalen lub jod?.

Cząsteczka naftalenu jest dwucykliczna, ma dwa pierścienie aromatyczne i temperaturę wrzenia 218 ° C. Z drugiej strony jod jest liniowy i homonuklearny i₂ lub I-i, mając temperaturę wrzenia 184 ° C. Same te właściwości umieszczają prawdopodobnie jod jako stałe o najwyższym ciśnieniu pary (wrzos w niższej temperaturze).

Obie cząsteczki, naftalen i jod, są apolarne, więc oddziałują one przez siły dyspersyjne w Londynie.

Naftalen ma większą masę cząsteczkową niż jod, a zatem zrozumiałe jest założenie, że ich cząsteczki trudno jest porzucić pachnącą czarną substancję stałą do smoły; podczas gdy w przypadku jodu będą łatwiejsze do ucieczki od ciemnych fioletowych kryształów.

Według danych pobranych z Pubchem, Ciśnienie pary przy 25 ° C dla naftalenu i jodu wynoszą odpowiednio: 0,085 mmHg i 0,233 mmHg. Dlatego jod ma ciśnienie pary 3 razy większe niż naftalen.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Para nacisku. Odzyskane z: chem.Purdue.Edu
3. Wikipedia. (2019). Para nacisku. Źródło: w:.Wikipedia.org
4. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (3 kwietnia 2019). Ciśnienie pary. Encyclopædia Britannica. Odzyskane z: Britannica.com
5. Nichole Miller. (2019). Ciśnienie para: definicja, równanie i przykład. Badanie. Odzyskane z: Study.com