Բովանդակություն

• Քայլեր
• Մեթոդ 1 3-ից. Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարման օգտագործումը
• Մեթոդ 2 3 -ից. Գոլորշու ճնշման հաշվարկ լուծույթներում
• Մեթոդ 3 3 -ից. Հատուկ դեպքերում գոլորշու ճնշման հաշվարկ
• Խորհուրդներ

Դուք երբևէ մի շիշ ջուր թողե՞լ եք կիզիչ արևի տակ և այն բացելիս «սուլոցի» ձայն եք լսել: Այս ձայնը առաջանում է գոլորշու ճնշումից: Քիմիայում գոլորշու ճնշումը հեղուկի գոլորշու ճնշումն է, որը գոլորշանում է հերմետիկ կնքված տարայի մեջ: Տվյալ ջերմաստիճանում գոլորշու ճնշումը գտնելու համար օգտագործեք Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը. ln (P1 / P2) = (ΔH_{գոլորշիացում}/ Հ) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Քայլեր

Մեթոդ 1 3-ից. Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարման օգտագործումը

1. 1 Գրեք Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը, որն օգտագործվում է ժամանակի ընթացքում փոփոխվող գոլորշու ճնշումը հաշվարկելու համար: Այս բանաձևը կարող է օգտագործվել ֆիզիկական և քիմիական խնդիրների մեծ մասի համար: Հավասարումն այսպիսին է. ln (P1 / P2) = (ΔH_{գոլորշիացում}/ Հ) ((1 / T2) - (1 / T1)), որտեղ:
   • ΔH_{գոլորշիացում} Արդյո՞ք հեղուկի գոլորշիացման էնթալպիան է: Սովորաբար այն կարելի է գտնել քիմիայի դասագրքերի աղյուսակում:
   • R - գազի հաստատուն հավասար է 8.314 J / (K × մոլ)
   • T1- ը սկզբնական ջերմաստիճանն է (որի դեպքում հայտնի է գոլորշու ճնշումը):
   • T2- ը վերջնական ջերմաստիճանն է (որի դեպքում գոլորշու ճնշումը անհայտ է):
   • P1 և P2 - համապատասխանաբար T1 և T2 ջերմաստիճաններում գոլորշու ճնշում:
2. 2 Քլափեյրոն-Կլաուսիուս հավասարման մեջ փոխարինիր քեզ տրված մեծությունների արժեքները: Խնդիրների մեծ մասը տալիս է երկու ջերմաստիճանի և ճնշման արժեք, կամ ճնշման երկու արժեք և ջերմաստիճանի արժեք:
   • Օրինակ ՝ անոթը պարունակում է հեղուկ 295 Կ ջերմաստիճանում, և դրա գոլորշու ճնշումը կազմում է 1 մթնոլորտ (1 ատմ): Գտեք գոլորշու ճնշումը 393 K.- ում: Այստեղ ձեզ տրվում է երկու ջերմաստիճան և ճնշում, այնպես որ կարող եք գտնել այլ ճնշում `օգտագործելով Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը: Բանաձևում ձեզ տրված արժեքները փոխարինելով ՝ ստանում եք. ln (1 / P2) = (ΔH_{գոլորշիացում}/Հ) ((1/393) - (1/295)).
   • Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարման մեջ ջերմաստիճանը միշտ չափվում է քելվինով, իսկ ճնշումը ՝ ցանկացած չափման միավորով (բայց դրանք պետք է նույնը լինեն P1 և P2- ի դեպքում):
3. 3 Փոխարինեք հաստատունները: Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը պարունակում է երկու հաստատուն ՝ R և ΔH_{գոլորշիացում}... R- ը միշտ 8.314 J / (K × մոլ) է: ΔH արժեքը_{գոլորշիացում} (գոլորշիացման էնթալպիան) կախված է այն նյութից, որի գոլորշու ճնշումը փորձում եք գտնել. այս հաստատունը սովորաբար կարելի է գտնել քիմիայի դասագրքերի կամ վեբ կայքերի աղյուսակում (օրինակ ՝ այստեղ):
   • Մեր օրինակում ասենք, որ նավի մեջ ջուր կա: ΔH_{գոլորշիացում} ջուրը հավասար է 40.65 կJ / մոլ կամ հավասար է 40650 / / մոլի:
   • Միացրեք հաստատունները բանաձևի մեջ և ստացեք. Ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)):
4. 4 Լուծիր հավասարումը հանրահաշվական գործողությունների միջոցով:
   • Մեր օրինակում անհայտ փոփոխականը գտնվում է բնական լոգարիթմի նշանի տակ (ln): Բնական լոգարիթմից ազատվելու համար հավասարման երկու կողմերը վերածեք մաթեմատիկական «ե» հաստատունի հզորության: Այլ կերպ ասած, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • Այժմ լուծեք հավասարումը.
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = էլ
   • 1 / P2 = 0.0165
   • P2 = 0.0165 = 60.76 ատմ Սա տրամաբանական է, քանի որ հերմետիկորեն փակ անոթում ջերմաստիճանը 100 աստիճանով բարձրացնելը կբարձրացնի գոլորշիացումը, ինչը զգալիորեն կբարձրացնի գոլորշու ճնշումը:

Մեթոդ 2 3 -ից. Գոլորշու ճնշման հաշվարկ լուծույթներում

1. 1 Գրեք Ռաուլտի օրենքը: Իրական կյանքում մաքուր հեղուկները հազվադեպ են լինում. մենք հաճախ զբաղվում ենք լուծումներով: Լուծումը պատրաստվում է ՝ «լուծվող» կոչվող որոշակի քիմիական նյութի փոքր քանակությունը ավելացնելով «լուծիչ» կոչվող այլ քիմիական նյութի ավելի մեծ քանակությանը: Լուծումների դեպքում օգտագործեք Ռաուլտի օրենքը.Պ_{լուծում} = Պ_{վճարունակ}X_{վճարունակ}, որտեղ:
   • Պ_{լուծում} Լուծման գոլորշու ճնշումն է:
   • Պ_{վճարունակ} Արդյո՞ք լուծիչի գոլորշու ճնշումը:
   • X_{վճարունակ} - լուծիչի մոլի բաժինը:
   • Եթե ​​չգիտեք, թե ինչ է մոլի բաժինը, կարդացեք:
2. 2 Որոշեք, թե որ նյութը կլինի լուծիչ, և որը `լուծվող: Հիշեք, որ լուծված նյութը լուծիչում լուծվող նյութ է, իսկ լուծիչը `լուծվող նյութ:
   • Դիտարկենք օշարակի օրինակը: Օշարակ ստանալու համար շաքարի մի մասը լուծվում է ջրի մի մասում, ուստի շաքարը լուծված է, իսկ ջուրը ՝ լուծիչ:
   • Նշենք, որ սախարոզայի (սովորական շաքար) քիմիական բանաձևը C է₁₂Հ₂₂Օ₁₁... Մեզ դա հետագայում պետք կգա:
3. 3 Գտեք լուծույթի ջերմաստիճանը, քանի որ այն կազդի դրա գոլորշու ճնշման վրա: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է գոլորշու ճնշումը, քանի որ գոլորշիացումը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ:
   • Մեր օրինակում, ասենք, օշարակի ջերմաստիճանը 298 K է (մոտ 25 ° C):
4. 4 Գտեք լուծիչի գոլորշու ճնշումը: Շատ սովորական քիմիական նյութերի համար գոլորշու ճնշման արժեքները տրված են քիմիայի ձեռնարկներում, սակայն դրանք սովորաբար տրվում են 25 ° C / 298 K ջերմաստիճանում կամ եռման կետերում: Եթե ​​խնդրի դեպքում ձեզ տրվում են նման ջերմաստիճաններ, օգտագործեք տեղեկատու գրքերի արժեքները. հակառակ դեպքում, դուք պետք է հաշվարկեք գոլորշու ճնշումը նյութի տվյալ ջերմաստիճանում:
   • Դա անելու համար օգտագործեք Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը ՝ համապատասխանաբար P1- ի և T1- ի փոխարեն փոխարինելով 298 K (25 ° C) գոլորշու ճնշումն ու ջերմաստիճանը:
   • Մեր օրինակում լուծույթի ջերմաստիճանը 25 ° C է, այնպես որ օգտագործեք հղման աղյուսակների արժեքը. 25 ° C- ում ջրի գոլորշու ճնշումը 23.8 մմ Hg է:
5. 5 Գտեք լուծիչի մոլի բաժինը: Դա անելու համար գտեք նյութի մոլերի քանակի հարաբերակցությունը լուծույթի բոլոր նյութերի մոլերի ընդհանուր թվին: Այլ կերպ ասած, յուրաքանչյուր նյութի մոլի մասնաբաժինը կազմում է (նյութի մոլերի քանակը) / (բոլոր նյութերի մոլերի ընդհանուր թիվը):
   • Ասենք, որ օշարակ պատրաստելու համար օգտագործել եք 1 լիտր ջուր եւ 1 լիտր սախարոզա (շաքար): Այս դեպքում անհրաժեշտ է գտնել յուրաքանչյուր նյութի մոլի քանակը: Դա անելու համար հարկավոր է գտնել յուրաքանչյուր նյութի զանգվածը, այնուհետև օգտագործել այդ նյութերի մոլային զանգվածները ՝ խալ ստանալու համար:
   • 1 լիտր ջրի քաշը = 1000 գ
   • Քաշը 1 լիտր շաքար = 1056.7 գ
   • Խլուրդ (ջուր) `1000 գ × 1 մոլ / 18.015 գ = 55.51 մոլ
   • Խլուրդ (սախարոզա).<sub>12</sub>Հ<sub>22</sub>Օ<sub>11</sub>).
   • Խլուրդների ընդհանուր թիվը ՝ 55.51 + 3.08 = 58.59 մոլ
   • Mրի մոլ բաժինը `55.51 / 58.59 = 0.947:
6. 6 Այժմ միացրեք տվյալները և քանակների գտնված արժեքները այս բաժնի սկզբում տրված Ռաուլտի հավասարման մեջ (Պ_{լուծում} = Պ_{վճարունակ}X_{վճարունակ}).
   • Մեր օրինակում.
   • Պ_{լուծում} = (23.8 մմ Hg) (0.947)
   • Պ_{լուծում} = 22.54 մմ Hg Արվեստ Սա տրամաբանական է, քանի որ փոքր քանակությամբ շաքարավազ լուծվում է մեծ քանակությամբ ջրի մեջ (եթե չափվում է մոլերով, դրանց քանակը նույնն է լիտրերում), ուստի գոլորշու ճնշումը փոքր -ինչ կնվազի:

Մեթոդ 3 3 -ից. Հատուկ դեպքերում գոլորշու ճնշման հաշվարկ

1. 1 Ստանդարտ պայմանների սահմանում: Հաճախ քիմիայում ջերմաստիճանի և ճնշման արժեքներն օգտագործվում են որպես մի տեսակ «կանխադրված» արժեք: Այս արժեքները կոչվում են ստանդարտ ջերմաստիճան և ճնշում (կամ ստանդարտ պայմաններ): Գոլորշու ճնշման խնդիրներում հաճախ նշվում են ստանդարտ պայմանները, ուստի ավելի լավ է հիշել ստանդարտ արժեքները.
   • 3երմաստիճանը `273.15 Կ / 0˚C / 32 F
   • Pressնշում ՝ 760 մմ Hg / 1 ատմ / 101.325 կՊա
2. 2 Այլ փոփոխականներ գտնելու համար վերաշարադրեք Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը: Այս հոդվածի առաջին բաժինը ցույց տվեց, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել մաքուր նյութերի գոլորշու ճնշումները: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր խնդիրները պահանջում են գտնել ճնշում P1 կամ P2; շատ խնդիրների դեպքում անհրաժեշտ է հաշվարկել ΔH- ի ջերմաստիճանը կամ արժեքը_{գոլորշիացում}... Նման դեպքերում վերաշարադրեք Կլապեյրոն-Կլաուսիուս հավասարումը `մեկուսացնելով անհայտը հավասարման մի կողմում:
   • Օրինակ ՝ անհայտ հեղուկի դեպքում, որի գոլորշու ճնշումը 25 Torr է 273 K- ում և 150 Torr 325 K.- ում: Անհրաժեշտ է գտնել այս հեղուկի գոլորշիացման էնթալպիան (այսինքն ՝ ΔH_{գոլորշիացում}): Այս խնդրի լուծումը.
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_{գոլորշիացում}/ Հ) ((1 / T2) - (1 / T1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_{գոլորշիացում}/ Ռ)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_{գոլորշիացում} Այժմ փոխարինեք տրված արժեքները ձեզ համար.
   • 8.314 J / (K × մոլ) (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_{գոլորշիացում}
   • 8.314 J / (K × մոլ) 3033.90 = ΔH_{գոլորշիացում} = 25223.83 / / մոլ
3. 3 Հաշվի առեք ներծծվող գոլորշու ճնշումը: Այս հոդվածի երկրորդ բաժնի մեր օրինակում լուծվածը `շաքարը, չի գոլորշիանում, բայց եթե լուծված նյութը գոլորշի է արտադրում (գոլորշիանում է), ապա պետք է հաշվի առնել գոլորշու ճնշումը: Դա անելու համար օգտագործեք Ռաուլտի հավասարման փոփոխված ձևը. P<sub>լուծում</sub> = Σ (Պ<sub>նյութ</sub>X<sub>նյութ</sub>), որտեղ Σ (սիգմա) նշանը նշանակում է, որ անհրաժեշտ է ավելացնել լուծույթը կազմող բոլոր նյութերի գոլորշու ճնշումների արժեքները:
   • Օրինակ, հաշվի առեք երկու քիմիական նյութերից կազմված լուծույթ ՝ բենզոլ և տոլուոլ: Լուծման ընդհանուր ծավալը `120 միլիլիտր (մլ); 60 մլ բենզոլ և 60 մլ տոլուոլ: Լուծման ջերմաստիճանը 25 ° C է, իսկ 25 ° C- ում գոլորշու ճնշումը ՝ 95,1 մմ Hg: բենզոլի և 28,4 մմ ս.ս. տոլուենի համար: Անհրաժեշտ է հաշվարկել լուծույթի գոլորշու ճնշումը: Մենք կարող ենք դա անել ՝ օգտագործելով նյութերի խտությունը, դրանց մոլեկուլային կշիռները և գոլորշու ճնշման արժեքները.
   • Քաշ (բենզոլ) `60 մլ = 0.06 լ × 876.50 կգ / 1000 լ = 0.053 կգ = 53 գ
   • Massանգված (տոլուոլ) `0.06 Լ × 866.90 կգ / 1000 Լ = 0.052 կգ = 52 գ
   • Խլուրդ (բենզոլ) `53 գ × 1 մոլ / 78.11 գ = 0.679 մոլ
   • Մոլ (տոլուոլ) `52 գ × 1 մոլ / 92.14 գ = 0.564 մոլ
   • Խլուրդների ընդհանուր թիվը ՝ 0.679 + 0.564 = 1.243
   • Մոլի բաժին (բենզոլ) `0.679 / 1.243 = 0.546
   • Մոլի բաժին (տոլուոլ) `0.564 / 1.243 = 0.454
   • Լուծում ՝ Պ_{լուծում} = Պ_բենզոլX_բենզոլ + Պ_{տոլուոլ}X_{տոլուոլ}
   • Պ_{լուծում} = (95.1 մմ Hg) (0.546) + (28.4 մմ Hg) (0.454)
   • Պ_{լուծում} = 51,92 մմ Hg: Արվեստ + 12,89 մմ Hg: Արվեստ = 64,81 մմ Hg Արվեստ

Խորհուրդներ

• Clapeyron Clausius- ի հավասարումը օգտագործելու համար ջերմաստիճանը պետք է նշվի Կելվինի աստիճանով (նշվում է K- ով): Եթե ​​ձեր ջերմաստիճանը նշված է Celsius- ում, ապա այն պետք է փոխարկեք ՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը. Տ_կ = 273 + Տ_գ
• Վերոնշյալ մեթոդը գործում է, քանի որ էներգիան ուղիղ համեմատական ​​է ջերմության քանակին:Հեղուկի ջերմաստիճանը միակ շրջակա միջավայրի գործոնն է, որն ազդում է գոլորշու ճնշման վրա: