Jak vypočítat Presse Pár

Už jste někdy opustili láhev vody na několik hodin pod spálivým sluncem a slyšel jsem "syčivý" zvuk, otevřel ji? Tento zvuk je způsoben tlakem páry. V chemii, tlak páry je tlak vykreslen kapalným parem, který se vypařuje v hermeticky uzavřené nádobě. Chcete-li najít párový tlak při dané teplotě, použijte rovnici Klapairone Claustes: Ln (p1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1 / t2) - (1 / t1)).

Kroky

Metoda 1 z 3:

Použití Klapairone Clausius rovnice

jeden. Zaznamenejte rovnici Klapairone Clausius, která se používá k výpočtu dvojicího tlaku, když se v čase změní. Tento vzorec lze použít ve fyzikálních a chemických problémech. Rovnice je následující: Ln (p1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1 / t2) - (1 / t1)), kde:

Δh_Vap - Entalpie odpařování kapaliny. Je to zpravidla nalezen v tabulce v učebnicích chemie.
R - Konstantní plyn, rovná 8,314 j / (k × mol)
T1 - počáteční teplota (při které je známo tlak páry).
T2 - konečná teplota (při které je dvojitý tlak neznámý).
P1 a P2 - dvojitý tlak na T1 a T2, resp.

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 2

2. Subate na hodnoty hodnot hodnot na hodnoty Klapairone-Clausius. Většina úkolů je dána dvě teplotní hodnoty a hodnotu tlaku nebo dvě hodnoty tlaku a hodnoty teploty.

Nádoba je například tekutina při teplotě 295 K a jeho tlak par je 1 atmosféra (1 atm). Najděte tlak par při teplotě 393 k. Zde dostanete dvě teplotní hodnoty a hodnotu tlaku, takže můžete najít jinou hodnotu tlaku s rovnicí Klapairone Clausius. Nahrazení těchto hodnot ve vzorci obdržíte: Ln (1 / p2) = (Δh_Vap/ R) ((1/393) - (1/295)).

Všimněte si, že v Rovnici Klapairone Clausius je teplota vždy měřena v kelvinu a tlaku v jakýchkoliv jednotkách měření (ale měly by být stejné pro P1 a P2).

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 3

3. Náhradní konstanty. Rovnice Klapairone Clausius obsahuje dvě konstanty: R a ΔH_Vap. R se vždy rovná 8,314 j / (k × mol). Hodnota Δh_Vap (Entalpia odpařování) závisí na látce, tlak, z nichž se snažíte najít - tuto konstantou, zpravidla lze nalézt v tabulce v učebnicích v chemii nebo na stránkách (například, tady).

V našem příkladu předpokládáme, že voda je v plavidle. Δh_Vap Voda je 40,65 kJ / mol nebo rovná 40650 j / mol.

Náhradní konstanty ve vzorci a dostat: ln (1 / p2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 4

4. Rozhodnout o rovnici pomocí algebraických operací.

V našem příkladu je neznámá proměnná pod znamením přírodního logaritmu (LN). Zbavte se přirozeného logaritmu, obrátit obě strany rovnice do stupně matematické konstanty "E". Jinými slovy, ln (x) = 2 → e = e → x = e.

Nyní rozhodnout o rovnici:

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 ATM. Dává smysl, protože zvýšení teploty v hermeticky uzavřené nádobě při teplotě 100 stupňů povede ke zvýšení odpařování, což výrazně zvýší párový tlak.

Metoda 2 z 3:

Výpočet tlaku páry v roztokech

jeden. Zapište si zákon Raul. V reálném životě se zjistí čisté kapaliny, často se zabýváme řešeními. Roztok se získá přidáním malého množství určité chemické, nazývané "rozpuštěnou látku", na větší počet dalších chemických látek zvaných "rozpouštědlo". V případech řešení použijte Raoul zákon:P_řešení = P. P_solventníX_solventní, kde:

P_řešení - tlakové páry.
P_solventní - tlak rozpouštědla par.
X_solventní - molární podíl rozpouštědla.
Pokud nevíte, co je "mol Sdílet", přečtěte si.

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 6

2. Určete, která látka bude rozpouštědlem a některé - solut. Připomněme, že rozpuštěná látka je látka rozpuštěná v rozpouštědle a rozpouštědlo je rozpuštěna látka.

Zvažte příklad sirupu. Pro získání sirupu se jedna část cukru rozpustí v jedné části vody, takže cukr je rozpuštěná látka a voda je rozpouštědlo.

Upozorňujeme, že chemický vzorec sacharózy (běžný cukr): C₁₂H₂₂Ó_jedenáct. Bude muset být dále.

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par Krok 7

3. Najděte teplotu roztoku, protože ovlivní tlak jeho dvojice. Čím vyšší je teplota, tím vyšší je tlak páry, protože formování páry se zvyšuje s rostoucí teplotou.

V našem příkladu se předpokládá, že teplota sirupu je 298 K (asi 25 ° C).

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 8

4. Najít tlak rozpouštědlových par. V referenčních knihách chemie jsou uvedeny tlak párů mnoha běžných chemikálií, ale zpravidla jsou tyto hodnoty podávány při teplotách látek při teplotě 25 ° C / 298 až nebo při teplotách varu. Pokud jsou takové teploty uvedeny v úloze, použijte hodnoty z referenčních knih - jinak potřebujete vypočítat tlak párů při této teplotě látky.

K tomu použijte Klapairone Clausius rovnice, nahrazující tlak par a teplotu 298 K (25˚С) namísto P1 a T1, resp.

V našem příkladu je teplota roztoku 25 ° C, takže použijte hodnotu z referenčních tabulek - tlak vodní páry při 25 ° C je 23,8 mm Mercury Post.

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 9

Pět. Najděte krtkovou frakci rozpouštědla. K tomu najdete poměr počtu molů látky na celkový počet molů všech látek v roztoku. Jinými slovy, molární podíl každé látky se rovná (počet molů látky) / (celkový počet molů všech látek).

Předpokládejme, že pro přípravu sirupu jste použili 1 l vody a 1 1 sacharózy (cukr). V tomto případě je nutné najít počet molů každé látky. Chcete-li to udělat, musíte najít spoustu každé látky, a pak použít molární hmotnosti těchto látek, abyste získali moly.

Hmotnost 1 l vody = 1000 g

Hmotnost 1 l sahara = 1056,7

Mol (voda): 1000 g × 1 mol / 18,015 g = 55,51 mol

Mol (sacharóza): 1056,7 g × 1 mol / 342,2965 g = 3,08 mol (všimněte si, že můžete Najít molární závaží sacharóza z jeho chemického vzorce C₁₂H₂₂Ó_jedenáct).

Celkový počet molů: 55,51 + 3,08 = 58,59 mol

Molární podíl vody: 55,51 / 58,59 = 0,947.

6. Nyní nahraďte data a nalezené hodnoty v Raoul rovnici, která je na začátku této části (P_řešení = P. p_solventníX_solventní).

V našem příkladu:

P_řešení = (23,8 mm rt. Umění.) (0,947)

P_řešení = 22,54 mm Hg. Umění. Dává smysl, protože malé množství cukru bylo rozpuštěno ve velkém množství vody (pokud měřeno v melasech - v litrech, jejich počet je stejné), takže tlak par se mírně sníží.

Metoda 3 z 3:

Výpočet tlaku páry ve speciálních případech

jeden. Definice standardních podmínek. Často v chemii používá teplotu a tlak jako druh "výchozí" hodnoty. Tyto hodnoty se nazývají standardní teploty a tlak (nebo standardní podmínky). V úkolech pro tlak páry jsou často zmíněny standardní podmínky, takže je lepší pamatovat na standardní hodnoty:

Teplota: 273.15 k / 0 ° C / 32 f
Tlak: 760 mm Rt.Umění./ 1 atm./ 101,325 kPa

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 12

2. Přepište Klapairone-Clausiusovou rovnici, abyste našli další proměnné. V první části tohoto článku bylo ukázáno, jak vypočítat tlak par čistých látek. Nicméně, ne ve všech úkolech, které potřebujete najít tlak P1 nebo P2- v mnoha úkolech, musíte vypočítat teplotu nebo hodnotu ΔH_Vap. V takových případech přepište Rovnici Klapairone Clausius, neznámou hodnotu na jedné straně rovnice.

Například je uvedena neznámá kapalina, jehož tlak páry je 25 torr při 273 k a 150 torr při 325 k. Je nutné najít entalaci odpařování této tekutiny (to je, ΔH_Vap). Řešení tohoto problému:

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 Složte vám hodnoty:

8,314 J / (k × mol) × (-1,79) / (- 0.00059) = Δh_Vap

8,314 J / (k × mol) × 3033,90 = Δh_Vap = 25223,83 J / mol

Obrázek s názvem Vypočítat tlak par kroku 13

3. Zvažte tlak páru rozpuštěné látky. V našem příkladu, od druhé části tohoto článku, rozpuštěná látka - cukr - se nezapaří, ale pokud se rozpuštěná látka produkuje párou (odpaří), měl by být zvážen tlak takového páru. Chcete-li to provést, použijte modifikovaný pohled na Raoul rovnice: P_řešení = Σ (p_látkaX_látka), kde symbol σ (Sigma) znamená, že je nutné přidat hodnoty tlaků páru všech látek, ze kterých se roztok skládá.

Zvažte například řešení sestávající ze dvou chemikálií: benzenu a toluenu. Celkový roztok 120 mililitrů (ml) - 60 ml benzenu a 60 ml toluenu. Teplota roztoku je 25 ° C a tlak páry při 25 ° C je 95,1 mm Rt.Umění. Pro benzen a 28,4 mm rt.Umění. Pro toloole. Je nutné vypočítat tlak tlaku. Můžeme to udělat s pomocí hustot látek, jejich molekulárních hmot a hodnot tlaku par:

Hmotnost (benzen): 60 ml = 0,06 l × 876,50 kg / 1000 l = 0,053 kg = 53 g

Hmotnost (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

Celkový počet molů: 0,679 + 0,564 = 1,243

Moled Share (benzen): 0,679 / 1,243 = 0,546

Moled Share (toluen): 0,564 / 1,243 = 0,454

Řešení: P_řešení = P. P_benzeneX_benzene + P_tolueneX_toluene

P_řešení = (95,1 mm rt. Umění.) (0,546) + (28,4 mm rt. Umění.) (0,454)

P_řešení = 51,92 mm rt. Umění. + 12,89 mm rt. Umění. = 64,81 mm rt. Umění.

Tipy

Pro použití Clazeerone rovnice Clausius musí být teplota indikována ve stupních kelvin (označeno). Pokud máte teplotu Celsia, je nutné jej převést pomocí následujícího vzorce: T_K = 273 + t_C
Výše popsaná metoda funguje, protože energie je přímo úměrná množství tepla. Teplota tekutiny je jediným faktorem životního prostředí, na kterém závisí tlak párů.