सामग्री

• पावले
• 3 पैकी 1 पद्धत: क्लॅपीरॉन-क्लॉझियस समीकरण वापरणे
• 3 पैकी 2 पद्धत: सोल्युशन्समध्ये बाष्प दाबाची गणना करणे
• 3 पैकी 3 पद्धत: विशेष प्रकरणांमध्ये स्टीम प्रेशरची गणना करणे
• टिपा

तुम्ही कधी कधी पाण्याची बाटली कडक उन्हात सोडली आहे आणि जेव्हा तुम्ही ती उघडता तेव्हा "हिसिंग" आवाज ऐकला आहे का? हा आवाज स्टीम प्रेशरमुळे होतो. रसायनशास्त्रात, वाष्प दाब म्हणजे द्रवपदार्थाच्या वाष्पाने घातलेला दबाव जो हर्मेटिकली सीलबंद कंटेनरमध्ये बाष्पीभवन करतो. दिलेल्या तापमानावर वाष्प दाब शोधण्यासाठी, क्लेपेरॉन-क्लॉझियस समीकरण वापरा: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)).

पावले

3 पैकी 1 पद्धत: क्लॅपीरॉन-क्लॉझियस समीकरण वापरणे

1. 1 क्लॅपीरॉन-क्लॉसियस समीकरण लिहा जे वेळोवेळी बदलत असताना वाष्प दाब मोजण्यासाठी वापरले जाते. हे सूत्र बहुतेक शारीरिक आणि रासायनिक समस्यांसाठी वापरले जाऊ शकते. समीकरण असे दिसते: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)), कुठे:
   • - एच_vap द्रव च्या बाष्पीभवन च्या enthalpy आहे. हे सहसा रसायनशास्त्र पाठ्यपुस्तकांमधील सारणीमध्ये आढळू शकते.
   • आर - गॅस स्थिर 8.314 जे / (के × मोल)
   • टी 1 हे प्रारंभिक तापमान आहे (ज्यावर वाष्प दाब ज्ञात आहे).
   • टी 2 हे अंतिम तापमान आहे (ज्यावर वाष्प दाब अज्ञात आहे).
   • पी 1 आणि पी 2 - अनुक्रमे तापमान टी 1 आणि टी 2 वर स्टीम प्रेशर.
2. 2 क्लेपेरॉन-क्लॉसियस समीकरणात तुम्हाला दिलेल्या परिमाणांची मूल्ये बदला. बहुतेक समस्या दोन तापमान मूल्ये आणि दाब मूल्य, किंवा दोन दाब मूल्ये आणि तापमान मूल्य देतात.
   • उदाहरणार्थ, एका भांड्यात 295 के तापमानावर द्रव असतो आणि त्याचे वाष्प दाब 1 वातावरण (1 एटीएम) असते. 393 के वर वाष्प दाब शोधा सूत्रामध्ये तुम्हाला दिलेल्या मूल्यांचे प्रतिस्थापन केल्यास तुम्हाला मिळेल: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/आर) ((1/393) - (1/295)).
   • कृपया लक्षात घ्या की Clapeyron-Clausius समीकरणात, तापमान नेहमी केल्विनमध्ये मोजले जाते, आणि मोजमापाच्या कोणत्याही युनिटमध्ये दबाव (परंतु ते P1 आणि P2 साठी समान असणे आवश्यक आहे).
3. 3 स्थिरांक बदला. Clapeyron-Clausius समीकरणात दोन स्थिरांक असतात: R आणि ΔH_vap... R नेहमी 8.314 J / (K × mol) असते. ΔH मूल्य_vap (वाष्पीकरणाचे एन्थॅल्पी) पदार्थावर अवलंबून असते, ज्याचा वाष्प दाब आपण शोधण्याचा प्रयत्न करीत आहात; हा स्थिरांक सहसा रसायनशास्त्र पाठ्यपुस्तकांमध्ये किंवा वेबसाइटवर (उदाहरणार्थ, येथे) सारणीमध्ये आढळू शकतो.
   • आमच्या उदाहरणात, असे म्हणूया की भांड्यात पाणी आहे. - एच_vap पाणी 40.65 केजे / मोल किंवा 40650 जे / मोलच्या बरोबरीचे आहे.
   • स्थिरांक सूत्रात जोडा आणि मिळवा: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 बीजगणित क्रियांचा वापर करून समीकरण सोडवा.
   • आमच्या उदाहरणात, अज्ञात व्हेरिएबल नैसर्गिक लॉगरिदम (ln) च्या चिन्हाखाली आहे. नैसर्गिक लॉगरिदमपासून मुक्त होण्यासाठी, समीकरणाच्या दोन्ही बाजूंना गणिती स्थिर "ई" च्या शक्तीमध्ये रूपांतरित करा. दुसऱ्या शब्दात, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • आता समीकरण सोडवा:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / पी 2) = ई
   • 1 / पी 2 = 0.0165
   • पी 2 = 0.0165 = 60.76 एटीएम हे समजते, कारण हर्मेटिकली सीलबंद पात्रात तापमान 100 अंशांनी वाढवल्याने बाष्पीभवन वाढेल, ज्यामुळे वाफेचा दाब लक्षणीय वाढेल.

3 पैकी 2 पद्धत: सोल्युशन्समध्ये बाष्प दाबाची गणना करणे

1. 1 राउल्टचा कायदा लिहा. वास्तविक जीवनात, शुद्ध द्रव दुर्मिळ असतात; आम्ही अनेकदा उपाय हाताळतो. "सॉल्व्हट" नावाच्या एका विशिष्ट रसायनाची थोडीशी मात्रा "सॉल्व्हेंट" नावाच्या दुसर्‍या रसायनामध्ये मोठ्या प्रमाणात मिसळून एक उपाय तयार केला जातो. समाधानाच्या बाबतीत, राउल्टचा कायदा वापरा:पी_उपाय = पी_{विलायक}X_{विलायक}, कुठे:
   • पी_उपाय द्रावणाचा बाष्प दाब आहे.
   • पी_{विलायक} विलायक च्या बाष्प दाब आहे.
   • X_{विलायक} - विलायक च्या तीळ अंश.
   • जर तुम्हाला तीळ अपूर्णांक काय आहे हे माहित नसेल तर वाचा.
2. 2 कोणता पदार्थ विलायक असेल आणि कोणता विलायक असेल हे ठरवा. लक्षात ठेवा की विलायक हा विद्रव्य पदार्थात विरघळणारा पदार्थ आहे आणि विलायक हा विद्राव्य विरघळणारा पदार्थ आहे.
   • सिरपचे उदाहरण विचारात घ्या. एक सिरप मिळवण्यासाठी, साखरेचा एक भाग पाण्यात विरघळला जातो, म्हणून साखर एक विरघळणारी आणि पाणी एक विलायक आहे.
   • लक्षात घ्या की सुक्रोज (सामान्य साखर) चे रासायनिक सूत्र सी आहे₁₂ह₂₂ओ₁₁... भविष्यात आपल्याला त्याची गरज असेल.
3. 3 द्रावणाचे तापमान शोधा, कारण त्याचा बाष्प दाबावर परिणाम होईल. तापमान जितके जास्त असेल तितके जास्त वाफेचा दाब, कारण वाढत्या तापमानासह वाष्पीकरण वाढते.
   • आमच्या उदाहरणामध्ये, समजा सिरपचे तापमान 298 के (सुमारे 25 डिग्री सेल्सियस) आहे.
4. 4 विलायकाचे वाष्प दाब शोधा. अनेक सामान्य रसायनांसाठी वाष्प दाबाची मूल्ये रसायनशास्त्र हँडबुकमध्ये दिली जातात, परंतु ही सामान्यतः 25 ° C / 298 K तापमानात किंवा त्यांच्या उकळत्या बिंदूंवर दिली जातात. समस्येमध्ये तुम्हाला असे तापमान दिले असल्यास, संदर्भ पुस्तकांमधील मूल्ये वापरा; अन्यथा, आपल्याला पदार्थाच्या दिलेल्या तापमानात वाष्प दाबाची गणना करणे आवश्यक आहे.
   • हे करण्यासाठी, Clapeyron-Clausius समीकरण वापरा, बाष्प दाब आणि तापमान अनुक्रमे P1 आणि T1 ऐवजी 298 K (25 ° C) ठेवा.
   • आमच्या उदाहरणामध्ये, द्रावणाचे तापमान 25 ° C आहे, म्हणून संदर्भ सारण्यांमधून मूल्य वापरा - 25 ° C वर पाण्याचा वाफ दाब 23.8 mmHg आहे.
5. 5 विलायक च्या तीळ अपूर्णांक शोधा. हे करण्यासाठी, एखाद्या पदार्थाच्या मोल्सच्या संख्येचे द्रावणातील सर्व पदार्थांच्या एकूण मोलच्या संख्येचे गुणोत्तर शोधा. दुसऱ्या शब्दांत, प्रत्येक पदार्थाचा तीळ अंश (पदार्थाच्या मोल्सची संख्या) / (सर्व पदार्थांच्या मोल्सची एकूण संख्या) आहे.
   • आपण असे म्हणूया की आपण सिरप तयार करण्यासाठी 1 लिटर पाणी आणि 1 लिटर सुक्रोज (साखर) वापरली. या प्रकरणात, प्रत्येक पदार्थाच्या मोल्सची संख्या शोधणे आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, आपल्याला प्रत्येक पदार्थाचे वस्तुमान शोधण्याची आवश्यकता आहे, आणि नंतर या पदार्थांच्या मोलर द्रव्यमानांचा वापर मोल्स मिळविण्यासाठी करा.
   • 1 लिटर पाण्याचे वजन = 1000 ग्रॅम
   • 1 लिटर साखरेचे वजन = 1056.7 ग्रॅम
   • मोल (पाणी): 1000 ग्रॅम 1 मोल / 18.015 ग्रॅम = 55.51 मोल
   • मोल (सुक्रोज): 1056.7 g × 1 mol / 342.2965 g = 3.08 mol (लक्षात घ्या की सुक्रोजचे मोलर द्रव्य त्याच्या रासायनिक सूत्र C मधून शोधू शकता₁₂ह₂₂ओ₁₁).
   • मोल्सची एकूण संख्या: 55.51 + 3.08 = 58.59 मोल
   • पाण्याचा मोल अंश: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 आता या विभागाच्या सुरुवातीला दिलेल्या राउल्ट समीकरणामध्ये डेटा आणि प्रमाणांची मूल्ये प्लग करा (पी_उपाय = पी_{विलायक}X_{विलायक}).
   • आमच्या उदाहरणात:
   • पी_उपाय = (23.8 mmHg) (0.947)
   • पी_उपाय = 22.54 mmHg कला. हे समजते, कारण थोड्या प्रमाणात साखर मोठ्या प्रमाणात पाण्यात विरघळली जाते (जर मोल्समध्ये मोजले तर; त्यांची मात्रा लिटरमध्ये समान असते), त्यामुळे वाष्प दाब किंचित कमी होईल.

3 पैकी 3 पद्धत: विशेष प्रकरणांमध्ये स्टीम प्रेशरची गणना करणे

1. 1 मानक परिस्थितीची व्याख्या. बर्याचदा रसायनशास्त्रात, तापमान आणि दाब मूल्ये "डीफॉल्ट" मूल्य म्हणून वापरली जातात. या मूल्यांना मानक तापमान आणि दाब (किंवा मानक परिस्थिती) म्हणतात. स्टीम प्रेशर समस्यांमध्ये, मानक परिस्थितींचा अनेकदा उल्लेख केला जातो, म्हणून मानक मूल्ये लक्षात ठेवणे चांगले:
   • तापमान: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • दबाव: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 इतर व्हेरिएबल्स शोधण्यासाठी Clapeyron-Clausius समीकरण पुन्हा लिहा. या लेखाच्या पहिल्या विभागात शुद्ध पदार्थांच्या बाष्प दाबांची गणना कशी करावी हे दाखवले. तथापि, सर्व समस्यांना दबाव P1 किंवा P2 शोधण्याची आवश्यकता नसते; अनेक समस्यांमध्ये तापमान किंवा ΔH चे मूल्य मोजणे आवश्यक आहे_vap... अशा परिस्थितीत, समीकरणाच्या एका बाजूला अज्ञात वेगळे करून क्लेपेरॉन-क्लॉझियस समीकरण पुन्हा लिहा.
   • उदाहरणार्थ, एक अज्ञात द्रव दिल्यास, ज्याचा वाष्प दाब 273 के वर 25 टोर आणि 325 के वर 150 टॉर आहे._vap). या समस्येचे निराकरण:
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_vap/ आर)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_vap आता तुमच्यासाठी दिलेल्या मूल्यांची जागा घ्या:
   • 8.314 जे / (के × मोल) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × mol) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223.83 जे / मोल
3. 3 झिरपण्याच्या बाष्प दाबाचा विचार करा. या लेखाच्या दुसऱ्या विभागातील आमच्या उदाहरणामध्ये, विद्रव्य - साखर - बाष्पीभवन होत नाही, परंतु जर विद्राव्य वाफ (बाष्पीभवन) निर्माण करत असेल तर वाष्प दाब विचारात घेतला पाहिजे. हे करण्यासाठी, राउल्टच्या समीकरणाचे सुधारित रूप वापरा: पी_उपाय = Σ (पी_{पदार्थ}X_{पदार्थ}), जेथे Σ (सिग्मा) या चिन्हाचा अर्थ असा आहे की उपाय तयार करणाऱ्या सर्व पदार्थांच्या वाष्प दाबांची मूल्ये जोडणे आवश्यक आहे.
   • उदाहरणार्थ, दोन रसायनांनी बनवलेल्या द्रावणाचा विचार करा: बेंझिन आणि टोल्यूनि. द्रावणाची एकूण मात्रा 120 मिलीलीटर (मिली) आहे; 60 मिली बेंझिन आणि 60 मिली टोल्यूनि.द्रावणाचे तापमान 25 डिग्री सेल्सियस आहे आणि 25 डिग्री सेल्सियसवर वाष्प दाब 95.1 मिमी एचजी आहे. बेंझिन आणि 28.4 मिमी एचजी साठी. टोल्युइन साठी. द्रावणाच्या बाष्प दाबाची गणना करणे आवश्यक आहे. आपण पदार्थांची घनता, त्यांचे आण्विक वजन आणि वाष्प दाब मूल्ये वापरून हे करू शकतो:
   • वजन (बेंझिन): 60 मिली = 0.06 एल × 876.50 किलो / 1000 एल = 0.053 किलो = 53 ग्रॅम
   • वस्तुमान (टोल्यूनि): 0.06 L × 866.90 kg / 1000 L = 0.052 kg = 52 g
   • मोल (बेंझिन): 53 ग्रॅम × 1 मोल / 78.11 ग्रॅम = 0.679 मोल
   • मोल (टोल्यूनि): 52 ग्रॅम × 1 मोल / 92.14 ग्रॅम = 0.564 मोल
   • मोल्सची एकूण संख्या: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • मोल अपूर्णांक (बेंझिन): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • मोल अपूर्णांक (टोल्यूनि): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • उपाय: पी_उपाय = पी_{बेंझिन}X_{बेंझिन} + पी_{टोल्युइन}X_{टोल्युइन}
   • पी_उपाय = (95.1 mmHg) (0.546) + (28.4 mmHg) (0.454)
   • पी_उपाय = 51.92 मिमी एचजी कला. + 12.89 मिमी एचजी कला. = 64.81 mmHg कला.

टिपा

• Clapeyron Clausius समीकरण वापरण्यासाठी, तापमान केल्विन (K ने दर्शवलेले) अंशांमध्ये निर्दिष्ट करणे आवश्यक आहे. जर तुमचे तापमान सेल्सिअसमध्ये दिले असेल, तर तुम्हाला खालील सूत्र वापरून ते रूपांतरित करणे आवश्यक आहे: ट_के = 273 + टी_c
• वरील पद्धत कार्य करते कारण उर्जा उष्णतेच्या प्रमाणात थेट प्रमाणात असते. द्रवचे तापमान हा एकमेव पर्यावरणीय घटक आहे जो बाष्प दाबावर परिणाम करतो.