Koncept tlaku pary, príklady a cvičenia vyriešené

Ten tlak vodnej pary Je to taký, ktorý prežíva povrch kvapaliny alebo pevnej látky, ako produkt termodynamickej rovnováhy jej častíc v uzavretom systéme. Uzavretý systém je chápaný nádobou, nádobou alebo fľašou, ktoré nie sú vystavené vzduchu a atmosférickému tlaku.

Preto všetok kvapalný alebo tuhý v nádobe vyvíja na seba charakteristický tlak pary v chemickej povahe. Neotvorená fľaša na vodu je v rovnováhe s vodnou parou, ktorá „Apiona“ povrch kvapaliny a vnútorné steny fľaše.

Gasifikované nápoje ilustrujú koncept tlaku pary. Zdroj: Pixabay.

Zatiaľ čo teplota zostáva konštantná, vo fľaši nebude variácia v množstve vodnej pary prítomnej vo fľaši. Ale ak sa zvýši, dorazí bod, keď sa vytvorí tlak, ktorý dokáže vystreliť veko nahor; Ako sa stane pri pokuse o vyplnenie a úmyselne zatvorte fľašu vriacou vodou.

Na druhej strane splynuté nápoje sú zrejmejším (a bezpečným) príkladom, takže sa rozumie tlaku pary. Pri ich odhalení je rovnováha plynu-kvapalina prerušená vo vnútri, para sa uvoľňuje vonku zvukom podobným sedlovi. To by sa nestalo, keby bol váš tlak pary nižší alebo opovrhnutý.

[TOC]

Koncept tlaku pary

Tlak pary a intermolekulárne sily

Odhalenie niekoľkých splynených nápojov do rovnakých podmienok ponúka kvalitatívnu myšlienku, ktorá má väčší tlak pary, v závislosti od intenzity emitovaného zvuku.

Fľaša éteru by sa tiež správala rovnako; Nie je to tak z oleja, medu, sirupu alebo namáhania mletej kávy. Neubali by vnímateľné, pokiaľ by uvoľnili plyny z dôvodu rozkladu.

Je to preto, že ich tlaky pary sú nižšie alebo opovrhnutiahodné. To, čo uniká z fľaše, sú molekuly plynnej fázy, ktoré musia najprv prekonať sily, ktoré ich udržiavajú „zachytené“ alebo súdržné v kvapaline alebo tuhej látke; to znamená, že musia prekonať intermolekulárne sily alebo interakcie vykonávané molekulami ich okolia.

Môže vám slúžiť: fluorid horečnatý: štruktúra, vlastnosti, syntéza, použitie

Keby neexistovali žiadne interakcie, nebola by ani tekutina alebo pevná látka na uzamknutie vo fľaši. Preto, čím slabšie sú intermolekulárne interakcie, tým je pravdepodobnejšie, že molekuly opustenia nepokojnej kvapaliny alebo rádu alebo amorfné štruktúry tuhých látok.

Platí to nielen pre čisté látky alebo zlúčeniny, ale aj pre zmesi, do ktorých vstupujú vyššie uvedené nápoje a likéry. Preto je možné predpovedať, ktorá fľaša bude mať väčší tlak pary s vedomím zloženia jej obsahu.

Odparovanie a volatilita

Kvapalina alebo tuhá vo vnútri fľaše za predpokladu, že bude odkrytá, sa bude neustále odparovať; To znamená, že molekuly jeho povrchu unikajú do plynovej fázy, ktoré sú dispergované vo vzduchu a jeho prúde. Preto voda skončí úplne odparávajúc, ak sa fľaša nezatvorí alebo je kvetináče zakrytá.

To isté sa však nestane s inými tekutkami, oveľa menej, pokiaľ ide o pevné látky. Tlak pary na posledne menovaný je zvyčajne taký smiešne, že možno sú potrebné milióny rokov, kým sa vnímajú zmenšenie veľkosti; Za predpokladu, že neboli počas celej tej doby oxidované, erodované ani rozložené.

Potom sa hovorí, že látka alebo zlúčenina je prchavá, ak sa rýchlo odparí pri izbovej teplote. Všimnite si, že volatilita je kvalitatívny koncept: nie je kvantifikovaná, ale je produktom porovnania odparovania medzi niekoľkými kvapalinami a tuhými látkami. Tí, ktorí sa odparia rýchlejšie, sa budú považovať.

Na druhej strane je tlak pary mezútený a sám o sebe sa zhromažďuje, čo sa chápe ako odparovanie, varenie a volatilita.

Termodynamická rovnováha

Molekuly v plynnej fáze sa zrážajú s povrchom kvapaliny alebo tuhej látky. Pritom môžu intermolekulárne sily ostatných molekúl, viac kondenzované, ich môžu zastaviť a udržať, a tak sa znova vyhnúť ako pary. V tomto procese však iné povrchové molekuly dokážu uniknúť a stať sa parou.

Ak je fľaša zatvorená, príde čas, keď sa počet molekúl, ktoré vstupujú do kvapaliny alebo pevnej látky. Máme rovnováhu, ktorá závisí od teploty. Ak sa teplota zvýši alebo klesá, tlak pary sa zmení.

Môže vám slúžiť: amíny

Pri vyššej teplote, čím vyšší je tlak pary, pretože molekuly kvapaliny alebo tuhej látky budú mať viac energie a môžu ľahšie uniknúť. Ale ak teplota zostane konštantná, zostatok sa znovu zavedie; to znamená, že tlak pary prestane zvyšovať.

Príklady tlaku pary

Predpokladajme, že máš n-Butano, ch₃Chvály₂Chvály₂Chvály₃, a oxid uhličitý, CO₂, V dvoch samostatných nádobách. Pri 20 ° C sa merali ich výpary. Tlak pary pre n-Butano je približne 2,17 atm, zatiaľ čo oxid uhličitý je 56,25 atm.

Tlaky pary sa môžu merať aj v jednotkách PA, Bar, Torr, MMHG a ďalších. CO₂ Má tlak pary takmer 30 -krát vyšší ako n-Bután, takže na prvý pohľad musí byť váš kontajner odolnejší, aby ju mohol uložiť; A s trhlinu, bude násilnejšie strieľať okolo.

Tento co₂ Rozpúšťa sa v splynutých nápojoch, ale v pomerne malom množstve, takže keď fľaše alebo plechovky nevybuchnú, ale vyskytuje sa iba jeden zvuk.

Na druhej strane máme dietetileter, ch₃Chvály₂Okradnúť₂Chvály₃ alebo et₂Alebo, ktorého tlak pary pri 20 ° C je 0,49 atm. Nádoba tohto éteru pri odhalení bude znieť podobne ako v prípade sódy. Jeho tlak pary je takmer 5 -krát nižší ako tlak n-bután, takže teoreticky bude mať istotu, že manipuluje s fľašou dieteléra ako fľaša n-bután.

Vyriešené cvičenia

Cvičenie 1

Ktoré z nasledujúcich dvoch zlúčenín sa očakáva, že bude mať tlak pary vyšší ako 25 ° C? Dityléter alebo etylalkohol?

Štrukturálny vzorec dietyl je Cho₃Chvály₂Okradnúť₂Chvály₃, a etylalkohol, Cho₃Chvály₂Oh. V zásade má dietyléter väčšiu molekulárnu hmotnosť, je väčšia, takže je možné veriť, že jeho tlak pary je nižší, pretože jeho molekuly sú ťažšie. Vyskytuje sa však opak: dietyl je prchavý ako etylalkohol.

Môže vám slúžiť: kyselina hypoklorous (HCLO): Štruktúra, vlastnosti, použitia, syntéza

Dôvodom je, že chole cho₃Chvály₂Ach, ako Choons₃Chvály₂Okradnúť₂Chvály₃, Interagujú cez dipól-dipolo sily. Ale na rozdiel od dietyl, etylalkohol je schopný formovať vodíkové mosty, ktoré sa vyznačujú obzvlášť silným a smerovým dipólom: CHO₃Chvály₂Hachan₂Chvály₃.

V dôsledku toho je tlak pary etylalkoholu (0,098 atm) menší ako tlak dietyl (0,684 atm) napriek skutočnosti, že jeho molekuly sú ľahšie.

Cvičenie 2

Ktorá z nasledujúcich dvoch tuhých látok sa predpokladá, že majú najvyšší tlak pary pri 25 ° C? Naftalén alebo jód?.

Molekula naftalénu je bicicyklická, má dva aromatické krúžky a bod varu 218 ° C. Jód na druhej strane je lineárny a homonukleárny a₂ alebo i-i, s bodom varu 184 ° C. Samotné tieto vlastnosti umiestnia jód pravdepodobne ako tuhý s najvyšším tlakom pary (varte pri nižšej teplote).

Obidve molekuly, molekuly naftalénu a jódu, sú apolar, takže interagujú cez disperzné sily v Londýne.

Naftalén má väčšiu molekulovú hmotu ako jód, a preto je pochopiteľné predpokladať, že ich molekuly je ťažké opustiť voňavú čiernu pevnú látku na decht; Zatiaľ čo pre jódu sa ľahšie uniknú z tmavých fialových kryštálov.

Podľa údajov prevzatých z Publikácia, Tlaky pary pri 25 ° C pre naftalén a jód sú: 0,085 mmHg, respektíve 0,233 mmHg. Preto má jód trikrát väčší ako naftalén.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie.). Učenie sa.
2. Tlaková para. Získané z: Chem.Purdue.Edu
3. Wikipedia. (2019). Tlaková para. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
4. Redaktori Enyclopaedia Britannica. (3. apríla 2019). Tlak pary. Encyclopædia Britannica. Získané z: Britannica.com
5. Nichole Miller. (2019). Tlaková para: definícia, rovnica a príklad. Štúdium. Získané z: štúdie.com