Ako vypočítať pár pár

Už ste niekedy opustili fľašu vody na niekoľko hodín pod horiacou slnou a počuli "syčavý" zvuk, ktorý ho otvoril? Tento zvuk je spôsobený tlakom parou. V chémii je tlak pary tlak vykreslený kvapalným parou, ktorý sa odparuje v hermeticky uzavretej nádobe. Ak chcete nájsť párový tlak pri danej teplote, použite Klapairone Clauses Rovnica: LN (P1 / P2) = (ΔH_Vapu/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Kroky

Metóda 1 z 3:

Použitie Klapairone Clausiusovej rovnice

jeden. Zaznamenajte Klapairone Clausiusovu rovnicu, ktorá sa používa na výpočet tlakového tlaku, keď sa časom mení. Tento vzorec sa môže použiť vo väčšine fyzických a chemických problémov. Rovnica je nasledovná: LN (P1 / P2) = (ΔH_Vapu/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), kde:

Δh_Vapu - Enthalpy odparovanie tekutiny. Jeho spravidla nájdete v tabuľke v učebniciach chémie.
R - Konštanta plynu, rovná 8,314 J / (K × Mol)
T1 - Počiatočná teplota (pri ktorej je známy tlak pary).
T2 - Konečná teplota (pri ktorej je tlak pár neznámy).
P1 a P2 - párový tlak na T1 a T2, resp.

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pár 2

2. Na hodnoty hodnôt hodnôt hodnôt klapairone-clausius. Väčšina úloh sú uvedené dve teploty a hodnotu tlaku alebo dva hodnoty tlaku a teplotnú hodnotu.

Napríklad nádoba je tekutina pri teplote 295 K a jeho tlak pár je 1 atmosféra (1 atm). Nájdite tlak výparov pri teplote 393 K. Tu máte dve teploty a hodnotu tlaku, takže môžete nájsť inú hodnotu tlaku s rovnicou Klapairone Clausius. Nahradenie týchto hodnôt vo vzorci, dostanete: Ln (1 / p2) = (ΔH_Vapu/ R) (1/393) - (1/295)).

Všimnite si, že v rovnici Klapairone Clausius sa teplota vždy meraje v Kelvini a tlak v akýchkoľvek meracích jednotkách (ale mali by byť rovnaké pre P1 a P2).

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pary 3

3. Náhradné konštanty. Rovnica Klapairone Clausius obsahuje dve konštanty: R a ΔH_Vapu. R je vždy rovný 8,314 J / (K × Mol). Hodnota Δh_Vapu (Odparovanie ENTHALPIA) závisí od látky, tlaku paru, ktorého sa snažíte nájsť - tento konštantný, spravidla, možno nájsť v tabuľke v učebniciach v chémii alebo na miestach (napr, tu).

V našom príklade predpokladáme, že voda je v plavidle. Δh_Vapu Voda je 40,65 kJ / mol alebo rovná 40650 j / mol.

Náhradné konštanty vo vzorci a získajte: LN (1 / P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).

4. Rozhodnite o rovnici pomocou algebraických operácií.

V našom príklade je neznáma premenná pod znakom prirodzeného logaritmu (LN). Ak sa chcete zbaviť prirodzeného logaritmu, obrábať obe strany rovnice na stupeň matematickej konštanty "E". Inými slovami, ln (x) = 2 → e = e → x = e.

Teraz rozhodnite 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. Má zmysel, pretože zvýšenie teploty v hermeticky uzavretej nádobe pri 100 ° bude viesť k zvýšeniu odparovania, čo výrazne zvýši pár párov.

Metóda 2 z 3:

Výpočet tlaku pary v roztokoch

jeden. Zapíšte si zákon Raul. V reálnom živote sa nájdu čisté tekutiny, často sa zaoberáme riešením. Roztok sa získa pridaním malého množstva určitej chemikálie, nazývanej "rozpustenú látku", k väčšiemu počtu ďalších chemických látok nazývaných "rozpúšťadlom". V prípadoch riešení používajte Raoul zákon:P. t_Riešenie P_solventnýX_solventný, kde:

P. t_Riešenie - tlakové pary.
P. t_solventný - Tlak rozpúšťadla.
X_solventný - molárny podiel rozpúšťadla.
Ak neviete, čo je "molárny podiel", prečítajte si.

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pary 6

2. Určite, ktorá látka bude rozpúšťadlom a niektoré - rozpustené látky. Pripomeňme, že rozpustená látka je látka rozpustená v rozpúšťadle a rozpúšťadlom je látka rozpúšťajúcim látky.

Zvážte príklad sirupu. Na získanie sirupu sa jedna časť cukru rozpustí v jednej časti vody, takže cukor je rozpustená látka a voda je rozpúšťadlom.

Upozorňujeme, že chemický vzorec sacharózy (obyčajný cukor): c₁₂H₂₂O_jedenásť. Bude musieť byť ďalej.

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pary 7

3. Nájdite teplotu riešenia, pretože to ovplyvní tlak svojho páru. Čím vyššia je teplota, tým vyšší je tlak pary, pretože tvorba pary sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.

V našom príklade sa predpokladá, že teplota sirupu je 298 K (približne 25 ° C).

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pár 8

4. Nájdite tlak rozpúšťadla. V referenčných knihách chémie sa podáva tlak výparov mnohých spoločných chemikálií, ale podľa pravidla sa takéto hodnoty podávajú pri teplotách látok pri 25 ° C / 298 alebo pri ich teplotách varu. Ak sú takéto teploty uvedené v úlohe, použite hodnoty z referenčných kníh - inak musíte vypočítať tlak výparov pri tejto teplote látky.

Na to použite Klapairone Clausiusovou rovnicou, nahradením tlaku výparov a teplotu 298 K (25˚С) namiesto P1 a T1, resp.

V našom príklade je teplota roztoku 25 ° C, takže použite hodnotu z referenčných tabuliek - tlak vody na 25 ° C je 23,8 mM ortuť.

Obrázok s názvom Vypočítať krok tlaku pary 9

päť. Nájdite molovú frakciu rozpúšťadla. Na to nájdete pomer počtu mólov látky na celkový počet mólov všetkých látok v roztoku. Inými slovami, molárny podiel každej látky sa rovná (počet mólov látky) / (celkový počet mólov všetkých látok).

Predpokladajme, že na prípravu sirupu ste použili 1 l vody a 1 1 sacharózy (cukru). V tomto prípade je potrebné nájsť počet mólov každej látky. Aby ste to urobili, musíte nájsť veľa každej látky a potom použiť molárne hmotnosti týchto látok na získanie morov.

Hmotnosť 1 1 vody = 1000 g

Hmotnosť 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 (poznamenáva sa, že môžete Nájdite molárnu hmotnosť sacharóza z chemického vzorca c₁₂H₂₂O_jedenásť).

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

Molárny podiel vody: 55,51 / 58,59 = 0,947.

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pár 10

6. Teraz nahradiť údaje a zistené hodnoty v rovnici Raoul, ktorá je na začiatku tejto časti (P. t_Riešenie P_solventnýX_solventný).

V našom príklade:

P. t_Riešenie = (23,8 mm RT. Umenie.) (0,947)

P. t_Riešenie = 22,54 mm Hg. Umenie. Má zmysel, pretože malé množstvo cukru sa rozpustí vo veľkom množstve vody (ak je merané v melases - v litroch, ich počet je rovnaký), takže tlak výparov sa mierne zníži.

Metóda 3 z 3:

Výpočet tlaku pary v špeciálnych prípadoch

jeden. Definícia štandardných podmienok. Často v chémii využíva teplotu a tlak ako druh "predvolených" hodnôt. Takéto hodnoty sa nazývajú štandardné teploty a tlak (alebo štandardné podmienky). V úlohách tlaku pary sú často uvedené štandardné podmienky, takže je lepšie zapamätať si štandardné hodnoty:

Teplota: 273,15 K / 0˚C / 32 F
Tlak: 760 mm RT.Umenie./ 1 atm./ 101,325 kPa

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pár 12

2. Prepíšte rovnicu Klapairone-Clausius, aby ste našli iné premenné. V prvej časti tohto článku sa ukázalo, ako vypočítať tlak pár čistých látok. Avšak nie vo všetkých úloh, ktoré potrebujete na nájdenie tlaku P1 alebo P2- v mnohých úloh, ktoré potrebujete na výpočet teploty alebo hodnoty ΔH_Vapu. V takýchto prípadoch prepíšte klapairone Clausiusovú rovnicu, neznámu hodnotu na jednej strane rovnice.

Napríklad nie je uvedená neznáma kvapalina, ktorej parný tlak je 25 torr pri 273 k a 150 torr pri 325 k. Je potrebné nájsť entalpiu odparovania tejto tekutiny (to znamená ΔH_Vapu). Riešenie tohto problému:

LN (P1 / P2) = (ΔH_Vapu/ R) ((1 / T2) - (1 / T1))

(LN (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_Vapu/ R)

R x (LN (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_Vapu Teraz vám podávajú hodnoty:

8,314 J / (K × Mol) × (-1,79) / (- 0,00059) = ΔH_Vapu

8,314 J / (K × Mol) × 3033,90 = ΔH_Vapu = 25223,83 J / MOL

Obrázok s názvom Vypočítajte krok tlaku pár 13

3. Zvážte tlak páru rozpustenej látky. V našom príklade, z druhej časti tohto článku, rozpustená látka - cukor - sa neodparí, ale ak sa rozpustená látka vyrába parou (odparená), treba zvážiť tlak takéhoto páru. Ak to chcete urobiť, použite modifikovaný pohľad na Roul Rovnica: P_Riešenie = Σ (p_podstataX_podstata), kde symbol σ (SIGMA) znamená, že je potrebné pridať hodnoty tlaku výparov všetkých látok, z ktorých riešenie pozostáva.

Zvážte napríklad riešenie pozostávajúce z dvoch chemikálií: benzén a toluén. Celkový roztok 120 mililitrov (ml) - 60 ml benzénu a 60 ml toluénu. Teplota roztoku je 25 ° C a tlak pary pri 25 ° C je 95,1 mm RT.Umenie. pre benzén a 28,4 mm RT.Umenie. Pre Tololate. Je potrebné vypočítať tlak tlakovej pary. Môžeme to urobiť s pomocou hustôt látok, ich molekulárnych hmôt a hodnotou tlaku pary:

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

Hmotnosť (toluén): 0,06 l × 866,90 kg / 1000 l = 0,052 kg = 52 g

Mol (benzén): 53 g × 1 mol / 78,11 g = 0,679 mol

Mol (toluén): 52 g × 1 mol / 92,14 g = 0,564 mol

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

Share (benzén): 0,679 / 1,243 = 0,546

Share (toluén): 0,564 / 1,243 = 0,454

Riešenie: P_Riešenie P_benzénX_benzén + P. t_toluénX_toluén

P. t_Riešenie = (95,1 mm RT. Umenie.) (0,546) + (28,4 mm RT. Umenie.) (0,454)

P. t_Riešenie = 51,92 mm RT. Umenie. + 12,89 mm RT. Umenie. = 64,81 mm RT. Umenie.

Tipy

Ak chcete použiť CLAUSEERONE REAVE CLAUSIUS, musí byť teplota uvedená v stupňoch Kelvin (označená). Ak máte teplotu Celzia, je potrebné ho previesť pomocou nasledujúceho vzorca: T_K = 273 + t_C
Spôsob opísaný vyššie, pretože energia je priamo úmerná množstvu tepla. Teplota tekutiny je jediným environmentálnym faktorom, na ktorom závisí tlak výparov.