Мундариҷа

• Қадамҳо
• Усули 1 аз 3: Истифодаи муодилаи Клапейрон-Клаузиус
• Усули 2 аз 3: Ҳисоб кардани фишори буғ дар маҳлулҳо
• Усули 3 аз 3: Ҳисоб кардани фишори буғ дар ҳолатҳои махсус
• Маслиҳатҳо

Оё шумо ягон бор як шиша обро дар тӯли якчанд соат дар зери офтоби сӯзон мондаед ва ҳангоми кушодани он садои "ҳасир" -ро шунидаед? Ин садо аз фишори буғ ба вуҷуд меояд. Дар химия, фишори буғ фишорест, ки аз ҷониби буғи моеъ ба амал меояд, ки дар зарфи герметикӣ пӯшида бухор мешавад. Барои пайдо кардани фишори буғ дар ҳарорати додашуда, муодилаи Клапейрон-Клаузиусро истифода баред: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

Қадамҳо

Усули 1 аз 3: Истифодаи муодилаи Клапейрон-Клаузиус

1. 1 Муодилаи Клапейрон-Клаузиусро нависед, ки барои ҳисоб кардани фишори буғ ҳангоми тағирёбии вақт истифода мешавад. Ин формула метавонад барои аксари мушкилоти физикӣ ва кимиёвӣ истифода шавад. Муодила чунин ба назар мерасад: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), дар куҷо:
   • Δ Ҳ_vap Оё энталпияи бухоршавии моеъ аст. Онро одатан дар ҷадвали китобҳои дарсии химия пайдо кардан мумкин аст.
   • R - доимии газ ба 8.314 J / (K × mol) баробар аст
   • T1 ҳарорати ибтидоӣ аст (ки дар он фишори буғ маълум аст).
   • T2 ҳарорати ниҳоӣ аст (ки дар он фишори буғ номаълум аст).
   • P1 ва P2 - фишори буғ мутаносибан дар ҳарорати T1 ва T2.
2. 2 Арзишҳои миқдорҳои ба шумо додашударо ба муодилаи Клапейрон-Клаузиус иваз кунед. Аксари мушкилот ду арзиши ҳарорат ва арзиши фишор ё ду арзиши фишор ва арзиши ҳарорат медиҳанд.
   • Масалан, зарф дорои ҳарорати 295 К буда, фишори буғи он 1 атмосфера (1 атм) аст. Фишори буғро дар 393 К дарёфт кунед. Дар ин ҷо ба шумо ду ҳарорат ва фишор дода мешавад, бинобар ин шумо метавонед бо истифода аз муодилаи Клапейрон-Клаузиус фишори дигареро пайдо кунед. Иваз кардани арзишҳое, ки дар формула ба шумо дода шудаанд, шумо мегиред: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/R) ((1/393) - (1/295)).
   • Лутфан таваҷҷӯҳ намоед, ки дар муодилаи Клапейрон-Клаузиус, ҳарорат ҳамеша бо келвин ва фишор дар ягон воҳиди ченак чен карда мешавад (аммо онҳо барои P1 ва P2 бояд якхела бошанд).
3. 3 Собитҳоро иваз кунед. Муодилаи Клапейрон-Клаузиус ду доимиро дар бар мегирад: R ва ΔH_vap... R ҳамеша 8.314 J / (K × mol) аст. ΔH арзиши_vap (энталпияи бухоршавӣ) аз моддае вобаста аст, ки фишори буғи онро шумо меҷӯед; ин доимиро одатан дар ҷадвали китобҳои дарсии химия ё дар вебсайтҳо ёфтан мумкин аст (масалан, дар ин ҷо).
   • Дар мисоли мо, бигӯем, ки дар зарф об мавҷуд аст. Δ Ҳ_vap об ба 40,65 кДж / мол баробар аст ё ба 40650 Ҷ / мол баробар аст.
   • Константҳоро ба формула пайваст кунед ва ба даст оред: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 Бо истифода аз амалҳои алгебравӣ муодиларо ҳал кунед.
   • Дар мисоли мо, тағирёбандаи номаълум зери аломати логарифми натуралӣ (ln) қарор дорад. Барои халос шудан аз логарифми табиӣ, ҳарду тарафи муодиларо ба қудрати доимии математикии "e" табдил диҳед. Ба ибораи дигар, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • Акнун муодиларо ҳал кунед:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = д
   • 1 / P2 = 0.0165
   • P2 = 0.0165 = 60.76 атм. Ин маъно дорад, зеро ҳарорати ҳаво дар зарфи герметикӣ бо 100 дараҷа баланд мешавад, бухоршавиро зиёд мекунад, ки фишори буғро ба таври назаррас афзоиш медиҳад.

Усули 2 аз 3: Ҳисоб кардани фишори буғ дар маҳлулҳо

1. 1 Қонуни Раултро нависед. Дар ҳаёти воқеӣ моеъҳои холис камёбанд; мо аксар вақт бо ҳалли мушкилот сарукор дорем. Маҳлул бо роҳи илова кардани миқдори ками кимиёвии муайян ба номи "ҳалшаванда" ба миқдори зиёди кимиёвии дигаре, ки "ҳалкунанда" ном дорад, ҳосил мешавад. Дар сурати ҳалли онҳо, қонуни Раултро истифода баред:П_ҳалли = П_{ҳалкунанда}X_{ҳалкунанда}, дар куҷо:
   • П_ҳалли Оё фишори буғи маҳлул аст.
   • П_{ҳалкунанда} Фишори буғи ҳалкунанда аст.
   • X_{ҳалкунанда} - фраксияи молии ҳалкунанда.
   • Агар шумо намедонед, ки фраксияи молӣ чист, хонед.
2. 2 Муайян кунед, ки кадом модда ҳалкунанда ва кадомаш ҳалкунанда хоҳад буд. Ёдовар мешавем, ки маҳлул моддаест, ки дар ҳалкунанда ҳал мешавад ва ҳалкунанда моддаест, ки маҳлулро ҳал мекунад.
   • Мисоли шарбатро дида мебароем. Барои гирифтани шарбат як қисми шакар дар як қисми об гудохта мешавад, аз ин рӯ шакар ҳалшаванда ва об ҳалкунанда аст.
   • Аҳамият диҳед, ки формулаи химиявии сахароза (қанди оддӣ) C аст₁₂Ҳ₂₂О₁₁... Мо дар оянда ба он ниёз дорем.
3. 3 Ҳарорати маҳлулро ёбед, зеро он ба фишори буғи он таъсир мерасонад. Ҳарорат баландтар бошад, фишори буғ баландтар мешавад, зеро бухоршавӣ бо афзоиши ҳарорат меафзояд.
   • Дар мисоли мо, бигӯем, ки ҳарорати шарбат 298 К (тақрибан 25 ° C) аст.
4. 4 Фишори буғи ҳалкунандаро дарёфт кунед. Арзишҳои фишори буғ барои бисёр кимиёвии маъмул дар дастурҳои химия оварда шудаанд, аммо онҳо одатан дар ҳарорати 25 ° C / 298 K ё дар нуқтаҳои ҷӯшидани онҳо дода мешаванд. Агар дар масъала ба шумо чунин ҳарорат дода шавад, қиматҳои китобҳои истинодро истифода баред; дар акси ҳол, шумо бояд фишори буғро дар ҳарорати додашудаи модда ҳисоб кунед.
   • Барои ин муодилаи Клапейрон-Клаузиусро истифода бурда, ба ҷои Р1 ва Т1 фишори буғ ва ҳарорати 298 К (25 ° С) -ро иваз кунед.
   • Дар мисоли мо, ҳарорати маҳлул 25 ° C аст, аз ин рӯ арзиши ҷадвалҳои истинодро истифода баред - фишори буғи об дар 25 ° C 23,8 мм симобоб аст.
5. 5 Фраксияи молии ҳалшавандаро ёбед. Барои ин таносуби шумораи молҳои як модда ба шумораи умумии молҳои ҳамаи моддаҳои маҳлулро пайдо кунед. Ба ибораи дигар, фраксияи молии ҳар як модда (шумораи молҳои модда) / (шумораи умумии молҳои ҳама моддаҳо) мебошад.
   • Фарз мекунем, ки шумо барои сохтани шарбат 1 литр об ва 1 литр сахароза (шакар) сарф кардед. Дар ин ҳолат, шумораи молҳои ҳар як маводро ёфтан лозим аст. Барои ин ба шумо лозим аст, ки массаи ҳар як моддаро пайдо кунед ва сипас массаи молярии ин моддаҳоро барои гирифтани молҳо истифода баред.
   • Вазни 1 литр об = 1000 г
   • Вазни 1 литр шакар = 1056,7 г
   • Мол (об): 1000 г × 1 мол / 18,015 г = 55,51 мол
   • Мол (сахароза): 1056.7 г × 1 мол / 342.2965 г = 3.08 мол (таваҷҷӯҳ намоед, ки шумо метавонед массаи молярии сахарозаро аз формулаи химиявии С пайдо кунед₁₂Ҳ₂₂О₁₁).
   • Шумораи умумии молҳо: 55.51 + 3.08 = 58.59 мол
   • Ҳиссаи молии об: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 Ҳоло маълумот ва қиматҳои ёфтшударо ба муодилаи Raoult, ки дар аввали ин бахш дода шудааст, пайваст кунед (П_ҳалли = П_{ҳалкунанда}X_{ҳалкунанда}).
   • Дар мисоли мо:
   • П_ҳалли = (23.8 mmHg) (0.947)
   • П_ҳалли = 22.54 мм симоб Санъат Ин маъно дорад, зеро миқдори ками шакар дар миқдори зиёди об гудохта мешавад (агар бо молҳо чен карда шавад; миқдори онҳо дар литр баробар аст), бинобарин фишори буғ каме паст мешавад.

Усули 3 аз 3: Ҳисоб кардани фишори буғ дар ҳолатҳои махсус

1. 1 Тавсифи шартҳои стандартӣ. Аксар вақт дар химия, қиматҳои ҳарорат ва фишор ҳамчун як навъи "пешфарз" истифода мешаванд. Ин арзишҳо ҳарорати стандартӣ ва фишор (ё шароити стандартӣ) номида мешаванд. Дар мушкилоти фишори буғ, одатан шартҳои стандартӣ зикр карда мешаванд, аз ин рӯ беҳтар аст, ки арзишҳои стандартиро дар хотир нигоҳ дорем:
   • Ҳарорат: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • Фишор: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 Барои пайдо кардани тағирёбандаҳои дигар муодилаи Клапейрон-Клаузиусро аз нав нависед. Қисми аввали ин мақола нишон дод, ки чӣ тавр фишори буғи моддаҳои холисро ҳисоб кардан мумкин аст. Аммо, на ҳама мушкилот ёфтани фишори P1 ё P2 -ро талаб мекунанд; дар бисёр масъалаҳо ҳарорат ё арзиши ΔH -ро ҳисоб кардан лозим аст_vap... Дар чунин ҳолатҳо муодилаи Клапейрон-Клаузиусро бо ҷудо кардани номаълум дар як тарафи муодила аз нав нависед.
   • Масалан, бо назардошти моеъи номаълум, ки фишори буғи он дар Тор дар 273 К 25 Тор ва Дар Торон дар 325 К Торт аст, Энталпияи бухоршавии ин моеъро (яъне ΔH) ёфтан лозим аст._vap). Ҳалли ин мушкилот:
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_vap/ R)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_vap Ҳоло арзишҳои додашударо барои шумо иваз кунед:
   • 8.314 J / (K × mol) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × mol) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223,83 Ҷ / мол
3. 3 Фишори буғи гузарандаро баррасӣ кунед. Дар мисоли мо аз боби дуюми ин мақола, ҳалшаванда - шакар бухор намешавад, аммо агар маҳлул буғ ҳосил кунад (бухор шавад), фишори буғро ба назар гирифтан лозим аст. Барои ин шакли тағирёфтаи муодилаи Раултро истифода баред: Р_ҳалли = Σ (саҳ_моддаX_модда), ки дар он аломати Σ (сигма) маънои онро дорад, ки илова кардани қиматҳои фишори буғии ҳамаи моддаҳое, ки маҳлулро ташкил медиҳанд, зарур аст.
   • Масалан, маҳлули аз ду кимиёвӣ сохташударо баррасӣ кунед: бензол ва толуол. Ҳаҷми умумии маҳлул 120 миллилитр (мл) аст; 60 мл бензол ва 60 мл толуол.Ҳарорати маҳлул 25 ° C ва фишори буғ дар 25 ° C 95,1 мм Hg аст. барои бензол ва 28,4 мм Hg. барои толуол. Фишори буғи маҳлулро ҳисоб кардан лозим аст. Мо метавонем инро бо истифода аз зичии моддаҳо, вазнҳои молекулавии онҳо ва қиматҳои фишори буғ иҷро кунем:
   • Вазн (бензол): 60 мл = 0,06 л × 876,50 кг / 1000 л = 0,053 кг = 53 г
   • Масс (толуол): 0,06 L × 866,90 кг / 1000 л = 0,052 кг = 52 г
   • Мол (бензол): 53 г × 1 мол / 78.11 г = 0.679 мол
   • Мол (толуол): 52 г × 1 мол / 92,14 г = 0,564 мол
   • Шумораи умумии молҳо: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • Фраксияи молӣ (бензол): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • Фраксияи молӣ (толуол): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • Ҳал: П_ҳалли = П_бензолX_бензол + П_толуолX_толуол
   • П_ҳалли = (95.1 мм симобоб) (0.546) + (28.4 мм рт.ст) (0.454)
   • П_ҳалли = 51.92 мм Hg. Санъат + 12.89 мм Hg. Санъат = 64.81 мм симоб Санъат

Маслиҳатҳо

• Барои истифодаи муодилаи Клапейрон Клаузиус, ҳарорат бояд дар дараҷаҳои Келвин (бо ишораи К) нишон дода шавад. Агар ҳарорати шумо дар Цельсий дода шавад, шумо бояд онро бо формулаи зерин табдил диҳед: Т._к = 273 + Т._в
• Усули дар боло овардашуда кор мекунад, зеро энергия ба миқдори гармӣ мустақиман мутаносиб аст. Ҳарорати моеъ ягона омили муҳити зист аст, ки ба фишори буғ таъсир мерасонад.