Steamtrykkskonsept, eksempler og øvelser løst

De damptrykk Det er en som opplever overflaten til en væske eller faststoff, som et produkt av en termodynamisk balanse av dens partikler i et lukket system. Et lukket system forstås av en beholder, beholder eller flaske som ikke er utsatt for luft- og atmosfæretrykk.

Derfor utøver all væske eller fast i en beholder på seg selv et karakteristisk damptrykk av deres kjemiske natur. En uåpnet vannflaske er i likevekt med vanndamp, som "apisona" overflaten på væsken og flaskenes indre vegger.

Gasifiserte drinker illustrerer begrepet damptrykk. Kilde: Pixabay.

Mens temperaturen forblir konstant, vil det ikke være noen variasjon i mengden vanndamp som er til stede i flasken. Men hvis det øker, vil det komme et punkt der det skal opprettes et trykk som kan skyte lokket opp; Som skjer når du prøver å fylle og bevisst lukke en flaske med kokende vann.

Gasifiserte drinker er derimot et mer åpenbart (og trygt) eksempel, så damptrykk blir forstått. Når du avdekker dem, blir gass-væskebalansen avbrutt inne, dampen frigjøres utenfor i en lyd som ligner på en sal. Dette ville ikke skje hvis damptrykket ditt var lavere eller foraktelig.

[TOC]

Damptrykkskonsept

Damptrykk og intermolekylære krefter

Å avdekke flere forgasede drinker, til de samme forholdene, gir en kvalitativ idé som har større damptrykk, avhengig av intensiteten til den utsendte lyden.

En flaske eter ville også oppføre seg på samme måte; Ikke så en av olje, honning, sirup eller en belastning av malt kaffe. De ville ikke gjøre noe merket synlig med mindre de frigjør gasser på grunn av nedbrytning.

Dette er fordi damptrykket deres er lavere eller foraktelig. Det som slipper unna flasken er gassfasemolekyler, som først må overvinne kreftene som holder dem "fanget" eller sammenhengende i væsken eller faststoffet; det vil si at de må overvinne intermolekylære krefter eller interaksjoner utøvd av molekylene i omgivelsene.

Kan tjene deg: magnesiumfluor: struktur, egenskaper, syntese, bruk

Hvis det ikke var noen interaksjoner, ville det ikke engang være en væske eller faststoff å låse inne i flasken. Derfor er jo svakere intermolekylære interaksjoner, desto mer sannsynlig er molekylene ved å forlate den uordnede væsken, eller rekkefølgen eller amorfe strukturer i det faste stoffet.

Dette gjelder ikke bare for rene stoffer eller forbindelser, men også for blandinger, der de nevnte drinker og brennevin kommer inn. Dermed er det mulig å forutsi hvilken flaske som vil ha større damptrykk og vite sammensetningen av innholdet.

Fordampning og volatilitet

Væsken eller faststoffet inne i flasken, forutsatt at den vil bli avdekket, vil kontinuerlig fordampe; det vil si at molekylene i overflaten slipper ut til gassfasen, som er spredt i luften og dens strømmer. Det er grunnen til at vannet ender opp med å fordampe helt hvis flasken ikke lukkes eller potten er dekket.

Men det samme skjer ikke med andre væsker, mye mindre når det gjelder faste stoffer. Damptrykket for sistnevnte er vanligvis så latterlig at det kanskje er behov for millioner av år før en nedgang i størrelse blir oppfattet; Forutsatt at de ikke har blitt oksidert, erodert eller dekomponert i løpet av all den tiden.

Det sies da at et stoff eller en forbindelse er flyktig hvis det fordamper raskt ved romtemperatur. Merk at volatilitet er et kvalitativt konsept: det er ikke kvantifisert, men er et produkt av sammenligningen av fordampning mellom flere væsker og faste stoffer. De som fordamper raskere, vil bli ansett som mer ustabile.

På den annen side er damptrykket mesurable, og samles i seg selv det som forstås som fordampning, koking og volatilitet.

Termodynamisk likevekt

Molekylene i gassfasen kolliderer med overflaten av væsken eller det faste stoffet. Ved å gjøre dette kan de intermolekylære kreftene til de andre molekylene, mer kondensert, stoppe og beholde dem, og dermed unngå igjen som damp. I prosessen klarer imidlertid andre overflatemolekyler å rømme, og blir damp.

Hvis flasken er lukket, vil det komme en tid der antall molekyler som kommer inn i væsken eller fast stoffet vil være lik de som etterlater dem. Vi har en balanse, som avhenger av temperaturen. Hvis temperaturen øker eller synker, vil damptrykket endres.

Kan tjene deg: aminer

Ved høyere temperatur, jo høyere damptrykk, fordi væske eller faste molekyler vil ha mer energi og kan slippe lettere. Men hvis temperaturen forblir konstant, vil balansen bli etablert; det vil si at damptrykket vil slutte å øke.

Eksempler på damptrykk

Anta at du har det n-Butano, kap₃Ch₂Ch₂Ch₃, og karbondioksid, CO₂, I to separate containere. Ved 20 ºC ble dammenes trykk målt. Damptrykket for n-Butano er omtrent 2,17 atm, mens karbondioksid er 56,25 atm.

Damptrykk kan også måles i enheter av PA, Bar, Torr, MMHG og andre. Co₂ Den har et damptrykk nesten 30 ganger høyere enn n-Butan, så ved første øyekast må beholderen være mer motstandsdyktig mot å kunne lagre den; Og å ha sprekker, vil skyte mer voldsomt rundt.

Denne co₂ Den er oppløst i forgasede drinker, men i ganske små mengder slik at når flaskene eller boksen ikke eksploderer, men bare en lyd oppstår.

På den annen side har vi dietileter, CH₃Ch₂Och₂Ch₃ eller et₂Eller, hvis damptrykk ved 20 ºC er 0,49 atm. En beholder av denne eteren når du avdekker vil høres ut som en brus. Damptrykket er nesten 5 ganger mindre enn for n-Butan, så i teorien vil det være mer sikkert å manipulere en flaske Dieteléter enn en flaske med n-butan.

Løste øvelser

Oppgave 1

Hvilke av de følgende to forbindelsene forventes å ha et damptrykk større enn 25 ºC? DUTTLEGER ELLER etylalkohol?

Den strukturelle formelen til dietylen er cho₃Ch₂Och₂Ch₃, Og det av etylalkohol, cho₃Ch₂Åh. I prinsippet har dietyléter en større molekylmasse, den er større, så det kan antas at damptrykket er lavere siden molekylene er tyngre. Imidlertid oppstår det motsatte: dietyl er mer flyktig enn etylalkohol.

Det kan tjene deg: Hypoklorsyre (HCLO): Struktur, egenskaper, bruksområder, syntese

Dette er fordi Choles Cho₃Ch₂Å, som velene₃Ch₂Och₂Ch₃, De samhandler gjennom dipol-dipolo-krefter. Men i motsetning til dietylen, er etylalkohol i stand til å danne hydrogenbroer, som er preget av å være spesielt sterke og retningsbestemte dipoler: Cho₃Ch₂Ho-Hoch₂Ch₃.

Følgelig er damptrykket til etylalkohol (0,098 atm) mindre enn dietylen (0,684 atm) til tross for at molekylene er lettere lettere.

Oppgave 2

Hvilke av de følgende to faste stoffene antas å ha det høyeste damptrykket ved 25 ºC? Naftalen eller jod?.

Naftalenmolekylet er bicicyclic, med to aromatiske ringer, og et kokepunkt på 218 ºC. Jod derimot er lineær og homonukleær, og₂ eller i-i, med et kokepunkt på 184 ºC. Disse egenskapene alene plasserer jod muligens som det faste stoffet med det høyeste damptrykket (koke ved lavere temperatur).

Begge molekyler, det av naftalen og jod, er apolar, så de samhandler gjennom spredende krefter i London.

Naftalen har en større molekylmasse enn jod, og derfor er det forståelig å anta at molekylene deres er vanskelige å forlate det velduftende svarte faststoffet til tjære; Mens for jod vil de være lettere å flykte fra mørke lilla krystaller.

I følge data hentet fra Pubchem, Damptrykk ved 25 ºC for naftalen og jod er: henholdsvis 0,085 mmHg og 0,233 mmHg. Derfor har jod et damptrykk 3 ganger større enn naftalen.

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). Cengage Learning.
2. Trykk damp. Gjenopprettet fra: Chem.Purdue.Edu
3. Wikipedia. (2019). Trykk damp. Hentet fra: i.Wikipedia.org
4. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (3. april 2019). Damptrykk. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com
5. Nichole Miller. (2019). Trykk Steam: Definisjon, ligning og eksempel. Studere. Gjenopprettet fra: Studie.com