Plik ciśnienie pary To taki, który doświadcza powierzchni cieczy lub ciała stałego, jako produkt równowagi termodynamicznej jego cząstek w układzie zamkniętym. Przez system zamknięty rozumie się pojemnik, pojemnik lub butelkę, które nie są wystawione na działanie powietrza i ciśnienia atmosferycznego.
Dlatego cała ciecz lub ciało stałe w pojemniku wywiera na siebie charakterystyczną prężność pary i charakterystykę chemiczną. Nieotwarta butelka wody jest w równowadze z parą wodną, która „ubija” powierzchnię płynu i wewnętrzne ścianki butelki..
Dopóki temperatura pozostaje stała, nie będzie zmian w ilości pary wodnej w butelce. Ale jeśli wzrośnie, nadejdzie punkt, w którym powstanie ciśnienie, które może wystrzelić pokrywkę w górę; jak to się dzieje, gdy celowo próbujesz napełnić i zamknąć butelkę wrzącą wodą.
Z drugiej strony napoje gazowane są bardziej oczywistym (i bezpieczniejszym) przykładem tego, co rozumie się przez prężność pary. Po odsłonięciu równowaga gazowo-cieczowa wewnątrz zostaje przerwana, wypuszczając parę na zewnątrz z dźwiękiem przypominającym syk. Nie miałoby to miejsca, gdyby jego prężność par była niższa lub nieistotna.
Indeks artykułów
Odkrycie kilku napojów gazowanych w tych samych warunkach daje jakościowe wyobrażenie o tym, które z nich mają wyższą prężność pary w zależności od intensywności emitowanego dźwięku..
Butelka eteru również zachowywałaby się w ten sam sposób; nie jest to olej, miód, syrop czy kupa mielonej kawy. Nie wydawałyby żadnego wyczuwalnego hałasu, chyba że uwalniają gazy z rozkładu.
Dzieje się tak, ponieważ ich prężność par jest niższa lub nieistotna. Z butelki uciekają cząsteczki w fazie gazowej, które muszą najpierw pokonać siły, które utrzymują je „uwięzione” lub zwarte w cieczy lub w ciele stałym; to znaczy muszą przezwyciężyć siły międzycząsteczkowe lub interakcje wywierane przez cząsteczki w ich środowisku.
Gdyby nie było takich interakcji, nie byłoby nawet cieczy lub ciała stałego do zamknięcia w butelce. Dlatego im słabsze interakcje międzycząsteczkowe, tym większe prawdopodobieństwo, że cząsteczki opuszczą nieuporządkowaną ciecz lub uporządkowane lub bezpostaciowe struktury ciała stałego..
Dotyczy to nie tylko czystych substancji czy związków, ale także mieszanek, do których trafiają wspomniane już napoje i alkohole. W ten sposób można przewidzieć, która butelka będzie miała wyższą prężność pary, znając skład jej zawartości..
Ciecz lub ciało stałe wewnątrz butelki, zakładając, że jest otwarte, będzie nieustannie parować; to znaczy, cząsteczki na jego powierzchni uciekają do fazy gazowej, która jest rozpraszana w powietrzu i jego prądach. Dlatego woda całkowicie wyparowuje, jeśli butelka nie jest zamknięta lub naczynie jest zakryte..
Ale to samo nie dzieje się z innymi płynami, a znacznie mniej z ciałami stałymi. Prężność pary w przypadku tych ostatnich jest zwykle tak absurdalna, że może minąć miliony lat, zanim zauważalny jest spadek wielkości; zakładając, że przez cały ten czas nie były zardzewiałe, zerodowane ani rozłożone.
Następnie mówi się, że substancja lub związek jest lotny, jeśli szybko odparowuje w temperaturze pokojowej. Należy zauważyć, że lotność jest pojęciem jakościowym: nie jest określana ilościowo, ale jest wynikiem porównania parowania różnych cieczy i ciał stałych. Te, które szybciej odparowują, będą uważane za bardziej lotne.
Z drugiej strony prężność pary jest mierzalna, gromadząc samodzielnie to, co rozumie się przez parowanie, wrzenie i lotność.
Cząsteczki w fazie gazowej zderzają się z powierzchnią cieczy lub ciała stałego. W ten sposób siły międzycząsteczkowe innych cząsteczek, bardziej skondensowane, mogą je zatrzymać i zatrzymać, zapobiegając w ten sposób ich ponownej ucieczce w postaci pary. Jednak w trakcie tego procesu inne cząsteczki na powierzchni potrafią uciec, integrując parę..
Jeśli butelka jest zamknięta, nadejdzie czas, kiedy liczba cząsteczek, które dostaną się do cieczy lub ciała stałego, będzie równa liczbie cząsteczek, które je opuszczają. Mamy więc równowagę, która zależy od temperatury. Jeśli temperatura wzrośnie lub spadnie, ciśnienie pary ulegnie zmianie.
Im wyższa temperatura, tym wyższa prężność pary, ponieważ cząsteczki cieczy lub ciała stałego będą miały więcej energii i będą mogły łatwiej uciec. Ale jeśli temperatura pozostanie stała, równowaga zostanie przywrócona; to znaczy, ciśnienie pary przestanie rosnąć.
Załóżmy, że mamy n-butan, CH3CHdwaCHdwaCH3, i dwutlenek węgla COdwa, w dwóch oddzielnych pojemnikach. W 20 ° C zmierzono ich prężność par. Ciśnienie pary dla n-butan ma około 2,17 atm, a dwutlenek węgla 56,25 atm.
Ciśnienie pary można również mierzyć w jednostkach Pa, bar, torr, mmHg i innych. COdwa ma prężność par prawie 30 razy wyższą niż w n-butan, więc na pierwszy rzut oka jego pojemnik musi być bardziej odporny, aby można go było przechowywać; a jeśli ma pęknięcia, będzie strzelać z większą gwałtownością dookoła otoczenia.
To codwa Występuje rozpuszczony w napojach gazowanych, ale w ilościach na tyle małych, że podczas ucieczki butelki lub puszki nie wybuchają, a jedynie wydają dźwięk.
Z drugiej strony mamy eter dietylowy, CH3CHdwaOCHdwaCH3 lub EtdwaLub których prężność par w 20 ° C wynosi 0,49 atm. Pojemnik z tym eterem po odsłonięciu będzie brzmiał podobnie do pojemnika na wodę sodową. Jego prężność par jest prawie 5 razy niższa niż w przypadku n-butan, więc teoretycznie bezpieczniej będzie obchodzić się z butelką eteru dietylowego niż butelką n-butan.
Oczekuje się, że który z poniższych dwóch związków będzie miał prężność pary większą niż 25 ° C? Eter dietylowy lub alkohol etylowy?
Wzór strukturalny eteru dietylowego to CH3CHdwaOCHdwaCH3, i alkohol etylowy, CH3CHdwaO. Zasadniczo eter dietylowy ma wyższą masę cząsteczkową, jest większy, więc można by sądzić, że jego prężność pary jest niższa, ponieważ jego cząsteczki są cięższe. Jednak jest odwrotnie: eter dietylowy jest bardziej lotny niż alkohol etylowy..
Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki CH3CHdwaOH, podobnie jak CH3CHdwaOCHdwaCH3, oddziałują na siebie siłami dipol-dipol. Ale w przeciwieństwie do eteru dietylowego, alkohol etylowy jest zdolny do tworzenia wiązań wodorowych, które charakteryzują się szczególnie silnymi i kierunkowymi dipolami: CH3CHdwaHO- HOCHdwaCH3.
W konsekwencji prężność par alkoholu etylowego (0,098 atm) jest niższa niż eteru dietylowego (0,684 atm), mimo że jego cząsteczki są lżejsze..
Uważa się, że które z poniższych dwóch ciał stałych ma najwyższą prężność pary w 25 ° C? Naftalen lub jod?.
Cząsteczka naftalenu jest bicykliczna, ma dwa pierścienie aromatyczne i ma temperaturę wrzenia 218 ° C. Jod ze swojej strony jest liniowy i homojądrowy, I.dwa lub I-I, o temperaturze wrzenia 184 ° C. Same te właściwości stawiają jod jako prawdopodobnie ciało stałe o najwyższej prężności pary (wrze w najniższej temperaturze)..
Obie cząsteczki, naftalen i jod, są niepolarne, więc oddziałują za pośrednictwem sił dyspersyjnych Londynu..
Naftalen ma wyższą masę cząsteczkową niż jod, dlatego też można założyć, że jego cząsteczkom trudniej jest pozostawić czarne, pachnące, smoliste ciało stałe; podczas gdy dla jodu łatwiej będzie uciec od ciemnofioletowych kryształów.
Według danych zaczerpniętych z Pubchem, ciśnienie pary w 25 ° C dla naftalenu i jodu wynosi odpowiednio: 0,085 mmHg i 0,233 mmHg. Dlatego jod ma prężność pary 3 razy wyższą niż naftalen..
Jeszcze bez komentarzy