सामग्री

• पायर्‍या
• सल्ला

तुम्ही काही तास उन्हात पाण्याची बाटली सोडली आहे, मग झाकण उघडून लहान "पॉप" ऐकला आहे का? हा आवाज देय आहे वाफ दबाव कारण बाटली मध्ये. रसायनशास्त्रात, वाष्प दाब म्हणजे जहाजावरील द्रव वाष्पीकरण होते (वायूमध्ये बदलते) बंद भांडीच्या भिंतीवर काम करणारा दबाव. ज्ञात तापमानात वाष्प दबाव शोधण्यासाठी क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण वापरा: ln (पी 1 / पी 2) = (Δएच_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1).

पायर्‍या

पद्धत 1 पैकी 1: क्लॉझियस-क्लेपीरॉन समीकरण वापरा

1. 

   क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण लिहा. कालांतराने बाष्पाच्या दबावातील बदलाचा विचार करता, बाष्प दाब मोजण्याचे सूत्र म्हणजे क्लॉझियस-क्लेपीरॉन समीकरण (भौतिकशास्त्रज्ञ रुडोल्फ क्लॉझियस आणि बेनोट पॉल Éमाईल क्लेपीरॉन यांच्या नावावर). भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्रातील सामान्य वाष्प दाबांच्या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी हे सामान्यतः वापरले जाणारे फॉर्म्युला आहे. सूत्र खालीलप्रमाणे लिहिले आहे: ln (पी 1 / पी 2) = (Δएच_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1). या सूत्रात, चल दर्शवितात:
   • Δएच_vap: पातळ पदार्थांचे बाष्पीभवन एन्थॅल्पी. हे मूल्य रसायनशास्त्राच्या पाठ्यपुस्तकाच्या शेवटी टेबलमध्ये आढळू शकते.
   • आर: आदर्श गॅस स्थिर आणि 8,314 जे / (के × मोल) च्या बरोबरीचा.
   • टी 1: ज्या तापमानात वाष्प दाब ओळखला जातो (प्रारंभिक तापमान).
   • टी 2: ज्या तापमानात वाष्प दाब आवश्यक आहे (अंतिम तापमान).
   • पी 1 आणि पी 2: तापमान टी 1 आणि टी 2 वर संबंधित वाष्प दाब.

2. 

   
   
   चल करीता ज्ञात मूल्ये द्या. क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण बर्‍याच गुंतागुंतीचे दिसत आहे कारण तेथे बरेच भिन्न व्हेरिएबल्स आहेत, परंतु समस्येने पुरेशी माहिती दिली तर ते अवघड नाही. स्टीम प्रेशर समस्येचे सर्वात मूलभूत आपल्याला तपमानाचे दोन मूल्ये आणि एक दाबांचे मूल्य किंवा दबावचे दोन मूल्य आणि तपमानाचे एक मूल्य देईल - एकदा आपल्याकडे हा डेटा आला की सोडवणे सोपे आहे.
   • उदाहरणार्थ, समजा समस्या २ 5 K के येथे द्रव असलेल्या कंटेनरची आणि १ वातावरणाच्या वाष्प दाबाने (एटीएम) आहे. प्रश्न असा आहे: 393 के तापमानात स्टीम प्रेशर किती आहे? आमच्याकडे तापमानात दोन मूल्ये आहेत आणि एक दबाव आहे, म्हणून क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण वापरुन उर्वरित दाबाचे निराकरण करणे शक्य आहे. व्हेरिएबल्समधे व्हॅल्यूज ठेवत आहोत ln (1 / पी 2) = (Δएच_vap/ आर) ((१/39 39)) - (१/२ 5)).
   • क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरणासाठी आपण नेहमी तापमान मूल्य वापरले पाहिजे केल्विन. आपण कोणतेही प्रेशर मूल्य वापरू शकता, जोपर्यंत ते पी 1 आणि पी 2 दोन्हीसाठी समान युनिट्समध्ये आहे.

3. 

   
   
   स्थिर जागा बदला. क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरणात दोन स्थिर आहेत: आर आणि Δ एच_vap. आर नेहमीच 8,314 जे / (के × मोल) च्या बरोबरीने असते. तथापि, ΔH_vap (अस्थिर एन्थॅल्पी) समस्येद्वारे दिलेल्या वाष्पीकरण द्रव प्रकारावर अवलंबून असते. असे म्हणाले की, आपण valuesH मूल्ये शोधू शकता_vap रसायनशास्त्र किंवा भौतिकशास्त्राच्या पाठ्यपुस्तकाच्या शेवटी विविध प्रकारचे पदार्थ किंवा ते ऑनलाइन पहा (उदा. येथे.)
   • वरील उदाहरणात, द्रव आहे असे समजू शुद्ध पाणी. जर टेबलमध्ये पाहिले तर मूल्य एच_vap, आमच्याकडे ΔH आहे_vap शुद्ध पाण्याचे प्रमाण अंदाजे 40.65 केजे / मोल आहे. एच व्हॅल्यू जूल युनिट्स वापरत असल्यामुळे आपल्याला त्यामध्ये रूपांतरित करावे लागेल 40,650 जे / मोल.
   • समीकरण मध्ये स्थिरांक ठेवणे, आपल्याकडे आहे ln (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295)).

4. 

   
   
   समीकरण सोडवा. आपण ज्या व्हॅल्यूजची गणना करत आहोत त्या सोडवण्याऐवजी आपण समीकरणाच्या व्हेरिएबल्समध्ये सर्व व्हॅल्यूज घातल्यानंतर, सामान्य बीजगणित तत्वानुसार समीकरण सोडवणे सुरू ठेवा.
   • समीकरण सोडवताना सर्वात कठीण बिंदू (ln (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295))) नेचरल लॉगरिथमिक फंक्शन (एलएन) ची प्रक्रिया आहे. नॅचरल लॉग फंक्शन दूर करण्यासाठी गणिताच्या स्थिरतेचा उद्गार म्हणून समीकरणाच्या दोन्ही बाजूंचा वापर करा ई. दुसऱ्या शब्दात, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • आता उदाहरणाचे समीकरण सोडवू:
   • ln (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / पी 2) = (4,889.34) (- 0.00084)
   • (1 / पी 2) = ई
   • 1 / पी 2 = 0.0165
   • पी 2 = 0.0165 = 60.76 एटीएम. हे मूल्य वाजवी आहे - बंद भांड्यात, जेव्हा तापमान जवळजवळ 100 अंश वाढते (तापमानास पाण्याच्या उकळत्या बिंदूपेक्षा अंदाजे 20 अंश) वाढते तेव्हा तेथे बरेच स्टीम तयार होतात, म्हणून दबाव वाढेल. जास्त
   जाहिरात

कृती 2 पैकी 2: विरघळलेल्या द्रावणाचा वाष्प दाब शोधा

1. 

   राऊल्टचा कायदा लिहा. खरं तर, आम्ही क्वचितच शुद्ध द्रव्यांसह कार्य करतो - बर्‍याचदा आपल्याला बर्‍याच वेगवेगळ्या पदार्थांच्या मिश्रणासह काम करावे लागते. नावाच्या रसायनाची थोड्या प्रमाणात विरघळवून काही सामान्य मिश्रण तयार केले जातात विरघळली म्हणतात मोठ्या प्रमाणात इतर रसायने दिवाळखोर नसलेला तयार करणे उपाय. या प्रकरणात, आम्हाला राउल्टच्या कायद्याचे (भौतिकशास्त्रज्ञ फ्रान्सोइस-मेरी राउल्टचे नाव दिले गेले) असे समीकरण माहित असणे आवश्यक आहे, जे असे दिसते: पी_उपाय= पी_{दिवाळखोर नसलेला}एक्स_{दिवाळखोर नसलेला}. या सूत्रात, चल दर्शवितात:
   • पी_उपाय: सर्व सोल्यूशनचे वाष्प दाब (सर्व सोल्यूशन घटक)
   • पी_{दिवाळखोर नसलेला}: सॉल्व्हेंट वाष्प दाब
   • एक्स_{दिवाळखोर नसलेला}: दिवाळखोर नसलेला मोलर अंश.
   • जर आपल्याला आधीच "दाढीचा भाग" हा शब्द माहित नसेल तर काळजी करू नका - आम्ही पुढच्या चरणात त्याचे स्पष्टीकरण देऊ.

2. 

   सॉल्व्हेंट्स आणि सॉल्व्हेंट्समध्ये निराकरण करा. सोल्यूशनच्या वाष्प दाबांची गणना करण्यापूर्वी आपल्याला समस्येद्वारे दिले जाणारे पदार्थ ओळखणे आवश्यक आहे. लक्षात घ्या की दिवाळखोर नसलेला दिवाळखोर नसलेला विरघळलेला असताना एक सोल्यूशन तयार होते - विरघळणारे केमिकल नेहमीच विद्राव्य असते आणि जॉब करणारे केमिकल सॉल्व्हेंट असते.
   • या विभागात आपण वरील संकल्पना स्पष्ट करण्यासाठी एक साधे उदाहरण घेऊ. समजा सिरप सोल्यूशनचा वाष्प दाब आपल्याला शोधायचा आहे. सामान्यत: सरबत एक भाग पाण्यात तयार केलेल्या एका भाजीत साखर तयार केली जाते, म्हणूनच आम्ही म्हणतो साखर विरघळली जाते आणि पाणी विद्रव्य असते.
   • टीपः सुक्रोज (दाणेदार साखर) चे रासायनिक सूत्र सी आहे₁₂एच₂₂ओ₁₁. आपल्याला ही माहिती खूप महत्वाची वाटेल.

3. 

   द्रावणाचे तापमान शोधा. जसे आपण वर नमूद केलेल्या क्लॉशियस क्लॅपीरॉन विभागात पहात आहोत, त्या द्रवाचे तापमान त्याच्या बाष्पाच्या दबावावर परिणाम करेल. सर्वसाधारणपणे तपमान जितके जास्त होईल तितके जास्त वाष्प दाब - तापमान जसजशी वाढते तसतसे द्रव वाष्पीकरण होते आणि पात्रात दबाव वाढतो.
   • या उदाहरणात, सिरपचे सध्याचे तापमान आहे असे समजा 298 के (सुमारे 25 से.)

4. 

   दिवाळखोर नसलेला वाष्प दबाव शोधा. रासायनिक संदर्भ सामान्यत: बर्‍याच सामान्य पदार्थ आणि मिश्रणासाठी वाष्प दाबाची मूल्ये देतात, परंतु सामान्यत: केवळ 25 डिग्री सेल्सियस / 298 के तापमानात किंवा उकळत्या बिंदू तपमानावर दबाव मूल्यांसाठी असतात. जर आपल्या सोल्यूशनमध्ये हे तापमान असेल तर आपण संदर्भ मूल्य वापरू शकता, अन्यथा सोल्यूशनच्या प्रारंभिक तपमानावर आपल्याला बाष्प दबाव शोधणे आवश्यक आहे.
   • पी 1 आणि टी 1 साठी दबाव आणि तपमान 298 के (25 सी) वापरून क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण येथे मदत करू शकते.
   • या उदाहरणात, मिश्रणात 25 सेल्सिअस तपमान असते जेणेकरुन आम्ही लुकअप टेबल वापरु. बाष्पाच्या दाबासह आपण 25 डिग्री सेल्सिअस तापमानात पाणी पाहतो 23.8 मिमीएचजी

5. 

   दिवाळखोर नसलेला मोलार अपूर्णांक शोधा. निकाल सोडवण्यापूर्वी आपल्याला शेवटची गोष्ट करणे आवश्यक आहे दिवाळखोर नसलेला मोलर भाग शोधणे. हे अगदी सोपे आहे: फक्त घटकांना मोल्समध्ये रूपांतरित करा, नंतर मिश्रणाच्या एकूण मोलांची टक्केवारी शोधा. दुस .्या शब्दांत, प्रत्येक घटकाचा दाढीचा भाग समान आहे (मिश्रणातील moles संख्या) / (मिश्रण एकूण moles).
   • समजा सिरपची रेसिपी आहे 1 लिटर (एल) पाणी आणि 1 लिटर सुक्रोज (साखर). मग आम्हाला प्रत्येक घटकाची मोल्स शोधण्याची आवश्यकता आहे. हे करण्यासाठी, आम्हाला प्रत्येक घटकाची वस्तुमान आढळेल, त्यानंतर त्या घटकांची मोलार मास वापरुन ती मोल तयार करेल.
   • वजन (1 एल पाणी): 1000 ग्रॅम (ग्रॅम)
   • वजन (कच्च्या साखरेचे 1 एल): अंदाजे .1056.7 ग्रॅम
   • मोल्सची संख्या (पाणी): 1,000 ग्रॅम × 1 मोल / 18,015 ग्रॅम = 55.51 मोल
   • मूस (साखर): 1,056.7 ग्रॅम × 1 मोल / 2 34२.२ 65 g ग्रॅम = 8.०8 मोल (लक्षात घ्या की आपण आपल्या साखरेच्या रसाचे द्रव्य त्याच्या रासायनिक सूत्रामधून शोधू शकता, सी.₁₂एच₂₂ओ₁₁.)
   • एकूण मोल: 55.51 + 3.08 = 58.59 मोल
   • पाण्याचे मोलर अंश: 55.51 / 58.59 = 0,947

6. 

   निकाल सोडवा. शेवटी, राऊल्ट समीकरण सोडविण्यासाठी आपल्याकडे पुरेसा डेटा आहे. हे अगदी सोपे आहे: या विभागाच्या सुरूवातीला उल्लेखित राउलट प्रमेय समीकरणातील चलांमध्ये मूल्ये प्लग करा (पी_उपाय = पी_{दिवाळखोर नसलेला}एक्स_{दिवाळखोर नसलेला}).
   • मूल्ये प्रतिस्थापित करताना आपल्याकडे आहेत:
   • पी_उपाय = (23.8 मिमीएचजी) (0.947)
   • पी_उपाय = 22.54 मिमीएचजी. हा परिणाम वाजवी आहे - मोलारच्या शब्दात फक्त थोडे साखर बर्‍याच पाण्यात विरघळली आहे (जरी हे दोन वास्तविकतेत समान प्रमाणात आहेत), म्हणून वाफचा दाब थोडासा खाली जाईल.
   जाहिरात

3 पैकी 3 पद्धत: विशेष प्रकरणांमध्ये स्टीम प्रेशर शोधा

1. 

   मानक दबाव आणि तपमानाची परिस्थिती ओळखा. शास्त्रज्ञ अनेकदा दबाव आणि तापमान मूल्यांचा जोडी "डीफॉल्ट" स्थिती म्हणून वापरतात. या मूल्यांना मानक दबाव आणि तापमान (एकत्रितपणे मानक स्थिती किंवा डीकेटीसी म्हणून संबोधले जाते) म्हणून संदर्भित केले जाते. स्टीम प्रेशरच्या समस्या बर्‍याचदा डीकेटीसीचा संदर्भ घेतात, म्हणून आपण सोयीसाठी ही मूल्ये लक्षात ठेवली पाहिजे. डीकेटीसी असे परिभाषित केले आहे:
   • तापमान: 273.15 के / 0 से / 32 फॅ
   • दबाव: 760 मिमीएचजी / 1 एटीएम / 101,325 किलोपास्कल

2. 

   इतर व्हेरिएबल्स शोधण्यासाठी क्लॉशियस-क्लेपीरॉन समीकरण वर स्विच करा. भाग १ मधील उदाहरणात, आम्ही पाहतो की जेव्हा क्लोसिअस-क्लेपीरॉन समीकरण शुद्ध पदार्थांच्या वाष्प दाबांची गणना करण्याची वेळ येते तेव्हा ते खूप प्रभावी आहे. तथापि, सर्व समस्यांना पी 1 किंवा पी 2 शोधणे आवश्यक नसते, परंतु काहीवेळा ते तपमान किंवा ΔH मूल्य शोधण्यास देखील विचारतात._vap. या प्रकरणात, उत्तर शोधण्यासाठी, आपल्याला फक्त समीकरण स्विच करणे आवश्यक आहे जेणेकरुन इच्छित चल समीकरणाच्या एका बाजूला असेल आणि इतर सर्व व्हेरिएबल्स दुसर्‍या बाजूला असतील.
   • उदाहरणार्थ, समजा, तेथे एक अज्ञात द्रव आहे ज्यामध्ये बाष्प दाबासह 253 टॉरमध्ये 273 के आणि 150 टॉर 325 के वर आहे आणि आम्हाला या द्रव (अ Δ एच) च्या अस्थिर एन्थॅल्पी शोधायचे आहे._vap). आम्ही खालील गोष्टी सोडवू शकतो:
   • ln (पी 1 / पी 2) = (Δएच_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)
   • (एलएन (पी 1 / पी 2)) / ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)) = (Δएच_vap/ आर)
   • आर × (एलएन (पी 1 / पी 2)) / ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)) = Δएच_vap. आता व्हॅल्यूज बदलू.
   • 8,314 जे / (के × मोल) × (-1.79) / (- 0.00059) = Δएच_vap
   • 8,314 जे / (के × मोल) × 3,033.90 = Δ एच_vap = 25,223.83 जे / मोल

3. 

   विद्राव्य वाष्पीकरण वाफ होत असताना त्यातील वाष्प दाब ध्यानात घ्या. राउल्ट लॉ च्या वरील उदाहरणात, आमचा विरघळवणारी साखर आहे म्हणून खोलीच्या तपमानावर स्वतःच बाष्पीभवन होत नाही (विचार करा की आपण कधी साखर वाष्पीकरण केले आहे?). तथापि, जेव्हा पदार्थ विरघळते खरोखर जर ते बाष्पीभवन झाले तर ते द्रावणाच्या सामान्य वाष्प दाबावर परिणाम करेल. राउल्टच्या कायद्याचे परिवर्तनशील समीकरण वापरुन आम्ही या दाबांची गणना करतो: पी_उपाय = Σ (पी_घटकएक्स_घटक). चिन्ह (Σ) म्हणजे उत्तर शोधण्यासाठी आम्हाला वेगवेगळ्या घटकांचे सर्व वाष्प दाब घालावे लागतील.
   • उदाहरणार्थ, असे समजू की आपल्याकडे बेंझिन आणि टोल्युएन या दोन रसायनांनी बनविलेले समाधान आहे. द्रावणाची एकूण मात्रा 120 एमएल आहे; बेंझिनचे 60 एमएल आणि टोल्युएनचे 60 एमएल. द्रावणाचे तापमान 25 डिग्री सेल्सिअस आहे आणि 25 डिग्री सेल्सिअस तापमानात असलेल्या प्रत्येक रासायनिक घटकाचे वाष्प दाब बेंझिनसाठी 95.1 मिमीएचजी आहे, आणि टोल्युइनसाठी 28.4 मिमीएचजी आहे. दिलेल्या मूल्यांसाठी, सोल्यूशनचा वाष्प दाब शोधा. आम्ही दोन रसायनांचे घनता, दाल मास आणि बाष्प दाब वापरून समस्या सोडवू शकतो:
   • खंड (बेंझिन): 60 एमएल = 0.06 एल × 876.50 किलो / 1,000 एल = 0.053 किलो = 53 ग्रॅम
   • वजन (टोल्युएन): 0.06 एल × 866.90 किलो / 1,000 एल = 0.052 किलो = 52 ग्रॅम
   • मोल्सची संख्या (बेंझिन): 53 ग्रॅम × 1 मोल / 78.11 ग्रॅम = 0.679 मोल
   • मोल्सची संख्या (टोल्युएन): 52 ग्रॅम × 1 मोल / 92.14 ग्रॅम = 0.564 मोल
   • एकूण मोल: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • मोलर अंश (बेंझिन): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • मोलर फ्रॅक्शन (टोल्युएन): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • निकाल सोडवा: पी_उपाय = पी_{बेंझिन}एक्स_{बेंझिन} + पी_toluenएक्स_toluen
   • पी_उपाय = (95.1 मिमीएचजी) (0.546) + (28.4 मिमीएचजी) (0.454)
   • पी_उपाय = 51.92 मिमीएचजी + 12.89 मिमीएचजी = 64.81 मिमीएचजी
   जाहिरात

सल्ला

• वरील क्लॉझियस क्लॅपीरॉन समीकरण वापरण्यासाठी, आपण तापमान केव्हिन युनिट्स (के द्वारा दर्शविलेले) मध्ये रूपांतरित केले पाहिजे. जर आपल्याकडे सेल्सियस तापमान असेल तर खालील सूत्रासह ते बदला: ट_के = 273 + टी_सी
• आपण वरील पद्धती लागू करू शकता कारण उर्जा पुरवल्या गेलेल्या उष्णतेच्या प्रमाणात आहे. द्रव तापमान फक्त वाष्प दबाव प्रभावित पर्यावरण घटक आहे.