Stoomdrukconcept, voorbeelden en oefeningen opgelost

De dampdruk Het is er een die het oppervlak van een vloeistof of vaste stof ervaart, als een product van een thermodynamische balans van zijn deeltjes in een gesloten systeem. Een gesloten systeem wordt begrepen door een container, container of fles die niet worden blootgesteld aan lucht- en atmosferische druk.

Daarom oefent alle vloeistof of vaste stof in een container een karakteristieke stoomdruk van hun chemische aard uit. Een ongeopende waterfles is in evenwicht met waterdamp, die het oppervlak van de vloeistof en de interne wanden van de fles "apisona".

Gasified dranken illustreren het concept van stoomdruk. Bron: Pixabay.

Hoewel de temperatuur constant blijft, is er geen variatie in de hoeveelheid waterdamp aanwezig in de fles. Maar als het toeneemt, zal een punt aankomen waar een druk zal worden gemaakt die het deksel kan schieten; zoals gebeurt wanneer u probeert te vullen en opzettelijk een fles te sluiten met kokend water.

Gasified dranken daarentegen zijn een duidelijker (en veilig) voorbeeld, dus stoomdruk wordt begrepen. Bij het blootleggen van hen wordt de gas-vloeistofbalans binnenin onderbroken, de stoom wordt buiten vrijgelaten in een geluid dat lijkt op een zadel. Dit zou niet gebeuren als uw stoomdruk lager of verachtelijk was.

[TOC]

Stoomdrukconcept

Stoomdruk en intermoleculaire krachten

Het ontdekken van verschillende gasverwijderingen, tot dezelfde omstandigheden, biedt een kwalitatief idee waarvan een grotere stoomdruk heeft, afhankelijk van de intensiteit van het uitgezonden geluid.

Een fles ether zou zich ook op dezelfde manier gedragen; Niet zo een van olie, honing, siroop of een stam van gemalen koffie. Ze zouden geen enkele kennisgeving waarneembaar doen tenzij ze gassen vrijgeven vanwege ontleding.

Dit komt omdat hun dampdruk lager of verachtelijk is. Wat aan de fles ontsnapt, zijn gasfasemoleculen, die eerst de krachten moeten overwinnen die ze "gevangen" of samenhangend in de vloeistof of vaste stof moeten houden; dat wil zeggen dat ze intermoleculaire krachten of interacties moeten overwinnen die worden uitgeoefend door de moleculen van hun omgeving.

Kan u bedienen: magnesiumfluoride: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

Als er geen interacties waren, zou er zelfs geen vloeistof of vaste stof zijn om in de fles te vergrendelen. Daarom, hoe zwakker de intermoleculaire interacties zijn, hoe groter de kans dat de moleculen van het verlaten van de wanordelijke vloeistof, of de volgorde of amorfe structuren van de vaste stof.

Dit geldt niet alleen voor pure stoffen of verbindingen, maar ook voor mengsels, waarbij de bovengenoemde dranken en likeuren binnenkomen. Het is dus mogelijk om te voorspellen welke fles een grotere stoomdruk zal hebben, wetende dat de samenstelling van zijn inhoud.

Verdamping en volatiliteit

De vloeistof of vaste stof in de fles, ervan uitgaande dat deze zal worden ontdekt, zal continu verdampen; dat wil zeggen, de moleculen van zijn oppervlak ontsnappen naar de gasfase, die in de lucht en zijn stromingen worden verspreid. Dat is de reden waarom het water volledig verdampt als de fles niet sluit of de pot is bedekt.

Maar hetzelfde gebeurt niet met andere vloeistoffen, veel minder als het gaat om vaste stoffen. De stoomdruk voor deze laatste is meestal zo belachelijk dat misschien miljoenen jaren nodig zijn voordat een afname van de omvang wordt waargenomen; ervan uitgaande dat ze gedurende die tijd niet zijn geoxideerd, geërodeerd of ontbonden.

Er wordt dan gezegd dat een stof of verbinding vluchtig is als deze snel verdampt bij kamertemperatuur. Merk op dat volatiliteit een kwalitatief concept is: het wordt niet gekwantificeerd, maar is het product van de vergelijking van verdamping tussen verschillende vloeistoffen en vaste stoffen. Degenen die sneller verdampen, zullen als volatieler worden beschouwd.

Aan de andere kant is de stoomdruk mesabel en verzamelt ze op zichzelf wat wordt opgevat als verdamping, koken en vluchtigheid.

Thermodynamisch evenwicht

De moleculen in de gasfase botsen met het oppervlak van de vloeistof of de vaste stof. Daarbij kunnen de intermoleculaire krachten van de andere moleculen, meer gecondenseerd, stoppen en behouden, waardoor ze opnieuw als stoom worden vermeden. In het proces slagen andere oppervlaktemoleculen er echter in om te ontsnappen en stoom te worden.

Als de fles gesloten is, komt er een tijd waarin het aantal moleculen dat de vloeistof of vaste stof binnenkomt, gelijk is aan die welke ze verlaten. We hebben een balans, wat afhangt van de temperatuur. Als de temperatuur stijgt of daalt, zal de stoomdruk veranderen.

Kan u van dienst zijn: amines

Bij een hogere temperatuur, hoe hoger de stoomdruk, omdat de vloeistof of vaste moleculen meer energie zullen hebben en gemakkelijker kunnen ontsnappen. Maar als de temperatuur constant blijft, wordt de balans opnieuw gevestigd; dat wil zeggen, de stoomdruk zal stoppen met toenemen.

Voorbeelden van stoomdruk

Stel dat je hebt N-Butano, ch₃Ch₂Ch₂Ch₃, en koolstofdioxide, CO₂, In twee afzonderlijke containers. Bij 20 ºC werden hun dampendrukken gemeten. De stoomdruk voor de N-Butano is ongeveer 2,17 atm, terwijl koolstofdioxide 56,25 atm is.

Stoomdruk kan ook worden gemeten in eenheden PA, BAR, TORR, MMHG en andere. De CO₂ Het heeft een stoomdruk bijna 30 keer hoger dan de N-Butane, dus op het eerste gezicht moet uw container beter bestand zijn om hem op te slaan; En kloven hebben, zal meer gewelddadiger schieten.

Deze co₂ Het wordt opgelost in gasdranken, maar in vrij kleine hoeveelheden, zodat wanneer de flessen of blikken niet exploderen, maar er slechts één geluid voorkomt.

Aan de andere kant hebben we diëtileter, ch₃Ch₂Och₂Ch₃ of ET₂Of, waarvan de stoomdruk bij 20 ºC 0,49 atm is. Een container van deze ether wanneer het blootlegt, klinkt vergelijkbaar met die van een frisdrank. De stoomdruk is bijna 5 keer minder dan die van de N-Butane, dus in theorie zal het zekerder zijn om een ​​fles Dieteléter te manipuleren dan een fles N-butaan.

Opgeloste oefeningen

Oefening 1

Welke van de volgende twee verbindingen zal naar verwachting een stoomdruk groter zijn dan 25 ºC? Dietyléter of ethylalcohol?

De structurele formule van het diethyl is cho₃Ch₂Och₂Ch₃, en die van ethylalcohol, cho₃Ch₂Oh. In principe heeft de diethyléter een grotere moleculaire massa, het is groter, dus men kan worden aangenomen dat de stoomdruk lager is, omdat de moleculen zwaarder zijn. Het tegenovergestelde treedt echter op: diethyl is vluchtiger dan ethylalcohol.

Het kan u van dienst zijn: Hypoclorous Acid (HCLO): structuur, eigenschappen, gebruik, synthese

Dit komt omdat Choles Cho₃Ch₂Oh, zoals de keren₃Ch₂Och₂Ch₃, Ze interageren via dipool-dipolo-krachten. Maar in tegenstelling tot het diethyl, is ethylalcohol in staat om waterstofbruggen te vormen, die worden gekenmerkt door bijzonder sterke en directionele dipolen: cho₃Ch₂Ho-hoch₂Ch₃.

Bijgevolg is de dampdruk van ethylalcohol (0,098 atm) minder dan die van het diethyl (0,684 atm) ondanks het feit dat de moleculen lichter zijn.

Oefening 2

Welke van de volgende twee vaste stoffen wordt verondersteld de hoogste stoomdruk te hebben bij 25 ° C? Naftaleen of jodium?.

Het naftaleenmolecuul is bicicicyclisch, met twee aromatische ringen en een kookpunt van 218 ºC. Jodium daarentegen is lineair en homonucleair, en₂ of i-i, met een kookpunt van 184 ºC. Deze eigenschappen alleen plaatsen jodium mogelijk als de vaste stof met de hoogste stoomdruk (kook bij een lagere temperatuur).

Beide moleculen, die van de naftaleen en jodium, zijn apolair, dus ze interageren door dispersieve krachten van Londen.

Naftaleen heeft een grotere moleculaire massa dan jodium, en daarom is het begrijpelijk om aan te nemen dat hun moleculen moeilijk zijn om de geurige zwarte vaste stof aan teil te laten; Terwijl ze voor jodium gemakkelijker zullen zijn om te ontsnappen uit donkerpaarse kristallen.

Volgens gegevens genomen van Pubchem, Stoomdrukken bij 25 ºC voor naftaleen en jodium zijn respectievelijk: 0,085 mmHg en 0,233 mmHg. Daarom heeft jodium een ​​stoomdruk die 3 keer groter is dan naftaleen.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Scheikunde. (8e ed.)). Cengage leren.
2. Drukstoom. Hersteld van: chem.Purdue.Edu
3. Wikipedia. (2019). Drukstoom. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
4. De redacteuren van Enyclopaedia Britannica. (3 april 2019). Dampdruk. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: Britannica.com
5. Nichole Miller. (2019). Drukstoom: definitie, vergelijking en voorbeeld. Studie. Hersteld van: studie.com