உள்ளடக்கம்

• படிகள்
• முறை 3 இல் 1: கிளாபெரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துதல்
• முறை 2 இல் 3: தீர்வுகளில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுதல்
• 3 இன் முறை 3: சிறப்பு வழக்குகளில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுதல்
• குறிப்புகள்

கொளுத்தும் வெயிலின் கீழ் நீங்கள் எப்போதாவது பல மணி நேரம் தண்ணீர் பாட்டிலை விட்டுவிட்டு, அதைத் திறக்கும்போது "ஹிஸ்ஸிங்" சத்தம் கேட்டதுண்டா? இந்த ஒலி நீராவி அழுத்தத்தால் ஏற்படுகிறது. வேதியியலில், நீராவி அழுத்தம் என்பது ஒரு திரவத்தின் நீராவியால் செலுத்தப்படும் அழுத்தமாகும், இது ஹெர்மீடிக் சீல் செய்யப்பட்ட கொள்கலனில் ஆவியாகிறது. கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கண்டுபிடிக்க, கிளாபெரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தவும்: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ ஆர்) ((1 / T2) - (1 / T1)).

படிகள்

முறை 3 இல் 1: கிளாபெரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துதல்

1. 1 காலப்போக்கில் மாறும்போது நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்படும் கிளாபிரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டை எழுதுங்கள். இந்த சூத்திரம் பெரும்பாலான உடல் மற்றும் இரசாயன பிரச்சனைகளுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். சமன்பாடு இதுபோல் தெரிகிறது: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ ஆர்) ((1 / T2) - (1 / T1)), எங்கே:
   • ΔH_vap திரவத்தின் ஆவியாக்கத்தின் என்டல்பி ஆகும். இது பொதுவாக வேதியியல் பாடப்புத்தகங்களில் ஒரு அட்டவணையில் காணலாம்.
   • R - எரிவாயு மாறிலி 8.314 J / (K × mol)
   • T1 என்பது ஆரம்ப வெப்பநிலை (இதில் நீராவி அழுத்தம் அறியப்படுகிறது).
   • T2 என்பது இறுதி வெப்பநிலை (இதில் நீராவி அழுத்தம் தெரியவில்லை).
   • பி 1 மற்றும் பி 2 - முறையே டி 1 மற்றும் டி 2 வெப்பநிலையில் நீராவி அழுத்தம்.
2. 2 உங்களுக்கு கொடுக்கப்பட்ட அளவுகளின் மதிப்புகளை கிளாபிரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டில் மாற்றவும். பெரும்பாலான பிரச்சனைகள் இரண்டு வெப்பநிலை மதிப்புகள் மற்றும் ஒரு அழுத்தம் மதிப்பு, அல்லது இரண்டு அழுத்த மதிப்புகள் மற்றும் ஒரு வெப்பநிலை மதிப்பை கொடுக்கிறது.
   • உதாரணமாக, ஒரு பாத்திரத்தில் 295 K வெப்பநிலையில் திரவத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதன் நீராவி அழுத்தம் 1 வளிமண்டலம் (1 ஏடிஎம்) ஆகும். 393 கே.யில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கண்டறியவும். இங்கே உங்களுக்கு இரண்டு வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது, எனவே கிளாபிரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி வேறு அழுத்தத்தைக் காணலாம். சூத்திரத்தில் உங்களுக்கு வழங்கப்பட்ட மதிப்புகளை மாற்றியமைத்து, நீங்கள் பெறுவீர்கள்: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/ஆர்) ((1/393) - (1/295)).
   • கிளாபிரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டில், வெப்பநிலை எப்போதும் கெல்வினில் அளவிடப்படுகிறது, மற்றும் எந்த அளவீட்டு அலகு அழுத்தமும் (ஆனால் அவை P1 மற்றும் P2 க்கு ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும்).
3. 3 மாறிலிகளை மாற்றவும். Clapeyron-Clausius சமன்பாட்டில் இரண்டு மாறிலிகள் உள்ளன: R மற்றும் ΔH_vap... ஆர் எப்போதும் 8.314 J / (K × mol). ΔH மதிப்பு_vap (ஆவியாக்கத்தின் என்டல்பி) நீங்கள் கண்டுபிடிக்க முயற்சிக்கும் பொருளின் நீராவி அழுத்தத்தைப் பொறுத்தது; இந்த மாறிலி பொதுவாக வேதியியல் பாடப்புத்தகங்கள் அல்லது வலைத்தளங்களில் ஒரு அட்டவணையில் காணலாம் (உதாரணமாக, இங்கே).
   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், பாத்திரத்தில் தண்ணீர் இருக்கிறது என்று சொல்லலாம். ΔH_vap நீர் 40.65 kJ / mol அல்லது 40650 J / mol க்கு சமம்.
   • சூத்திரத்தில் மாறிலிகளை செருகவும் மற்றும் பெறவும்: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 இயற்கணித செயல்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி சமன்பாட்டைத் தீர்க்கவும்.
   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், தெரியாத மாறி இயற்கை மடக்கை (ln) அடையாளத்தின் கீழ் உள்ளது. இயற்கையான மடக்கை அகற்ற, சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களையும் கணித மாறிலி "இ" சக்திக்கு மாற்றவும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • இப்போது சமன்பாட்டை தீர்க்கவும்:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = இ
   • 1 / பி 2 = 0.0165
   • பி 2 = 0.0165 = 60.76 ஏடிஎம். இது அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் ஹெர்மீடிகல் சீல் செய்யப்பட்ட பாத்திரத்தில் வெப்பநிலையை 100 டிகிரி உயர்த்துவது நீராவியை அதிகரிக்கும், இது நீராவி அழுத்தத்தை கணிசமாக அதிகரிக்கும்.

முறை 2 இல் 3: தீர்வுகளில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுதல்

1. 1 ரவுல்ட் சட்டத்தை எழுதுங்கள். நிஜ வாழ்க்கையில், தூய திரவங்கள் அரிதானவை; நாங்கள் அடிக்கடி தீர்வுகளை கையாள்கிறோம். "கரைப்பான்" என்று அழைக்கப்படும் மற்றொரு வேதிப்பொருளின் பெரிய அளவில் "கரைப்பான்" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட வேதிப்பொருளின் சிறிய அளவு சேர்த்து ஒரு தீர்வு தயாரிக்கப்படுகிறது. தீர்வுகளின் விஷயத்தில், ரவுல்ட் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தவும்:பி_{தீர்வு} = பி_{கரைப்பான்}எக்ஸ்_{கரைப்பான்}, எங்கே:
   • பி_{தீர்வு} கரைசலின் நீராவி அழுத்தம்.
   • பி_{கரைப்பான்} கரைப்பானின் நீராவி அழுத்தம்.
   • எக்ஸ்_{கரைப்பான்} - கரைப்பானின் மச்சம் பின்னம்.
   • மோல் பின்னம் என்றால் என்ன என்று உங்களுக்குத் தெரியாவிட்டால், படிக்கவும்.
2. 2 எந்தப் பொருள் கரைப்பானாக இருக்கும், எது கரைப்பானாக இருக்கும் என்பதைத் தீர்மானிக்கவும். ஒரு கரைப்பான் ஒரு கரைப்பானில் கரைக்கும் ஒரு பொருள், மற்றும் ஒரு கரைப்பான் ஒரு கரைப்பானைக் கரைக்கும் ஒரு பொருள் என்பதை நினைவில் கொள்க.
   • ஒரு சிரப் உதாரணத்தைக் கவனியுங்கள். ஒரு சிரப்பைப் பெற, சர்க்கரையின் ஒரு பகுதி தண்ணீரின் ஒரு பகுதியில் கரைக்கப்படுகிறது, எனவே சர்க்கரை ஒரு கரைப்பான் மற்றும் நீர் ஒரு கரைப்பான்.
   • சுக்ரோஸின் வேதியியல் சூத்திரம் (பொதுவான சர்க்கரை) சி என்பதை நினைவில் கொள்க₁₂எச்₂₂ஓ₁₁... எதிர்காலத்தில் நமக்கு அது தேவைப்படும்.
3. 3 கரைசலின் வெப்பநிலையைக் கண்டறியவும், ஏனெனில் அது அதன் நீராவி அழுத்தத்தை பாதிக்கும். அதிக வெப்பநிலை, அதிக நீராவி அழுத்தம், ஏனெனில் அதிக வெப்பநிலையுடன் ஆவியாதல் அதிகரிக்கிறது.
   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், சிரப் வெப்பநிலை 298 K (சுமார் 25 ° C) என்று வைத்துக்கொள்வோம்.
4. 4 கரைப்பானின் நீராவி அழுத்தத்தைக் கண்டறியவும். பல பொதுவான இரசாயனங்களுக்கான நீராவி அழுத்த மதிப்புகள் வேதியியல் கையேடுகளில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் இவை பொதுவாக 25 ° C / 298 K வெப்பநிலையில் அல்லது அவற்றின் கொதிநிலைகளில் கொடுக்கப்படுகின்றன. பிரச்சனையில் உங்களுக்கு இத்தகைய வெப்பநிலை கொடுக்கப்பட்டால், குறிப்பு புத்தகங்களிலிருந்து மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தவும்; இல்லையெனில், பொருளின் கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் நீராவி அழுத்தத்தை நீங்கள் கணக்கிட வேண்டும்.
   • இதைச் செய்ய, பி 1 மற்றும் டி 1 க்கு பதிலாக முறையே நீராவி அழுத்தம் மற்றும் 298 K (25 ° C) வெப்பநிலையை மாற்றியமைத்து, Clapeyron-Clausius சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தவும்.
   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், கரைசலின் வெப்பநிலை 25 ° C ஆகும், எனவே குறிப்பு அட்டவணையில் இருந்து மதிப்பைப் பயன்படுத்தவும் - 25 ° C இல் நீரின் நீராவி அழுத்தம் 23.8 mmHg ஆகும்.
5. 5 கரைப்பானின் மோல் பகுதியைக் கண்டறியவும். இதைச் செய்ய, கரைசலில் உள்ள அனைத்து பொருட்களின் மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கையின் ஒரு பொருளின் மோல்களின் எண்ணிக்கையின் விகிதத்தைக் கண்டறியவும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒவ்வொரு பொருளின் மோல் பின்னமும் (பொருளின் மோல்களின் எண்ணிக்கை) / (அனைத்து பொருட்களின் மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கை) ஆகும்.
   • நீங்கள் ஒரு சிரப் தயாரிக்க 1 லிட்டர் தண்ணீர் மற்றும் 1 லிட்டர் சுக்ரோஸ் (சர்க்கரை) பயன்படுத்தினீர்கள் என்று வைத்துக்கொள்வோம். இந்த வழக்கில், ஒவ்வொரு பொருளின் உளவாளிகளின் எண்ணிக்கையைக் கண்டறிவது அவசியம். இதைச் செய்ய, நீங்கள் ஒவ்வொரு பொருளின் வெகுஜனத்தைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும், பின்னர் இந்த பொருட்களின் மோலார் வெகுஜனங்களைப் பயன்படுத்தி மோல்களைப் பெற வேண்டும்.
   • 1 லிட்டர் தண்ணீரின் எடை = 1000 கிராம்
   • 1 லிட்டர் சர்க்கரையின் எடை = 1056.7 கிராம்
   • மோல் (நீர்): 1000 கிராம் × 1 மோல் / 18.015 கிராம் = 55.51 மோல்
   • மோல் (சுக்ரோஸ்): 1056.7 கிராம் × 1 மோல் / 342.2965 கிராம் = 3.08 மோல் (சுக்ரோஸின் மோலார் வெகுஜனத்தை அதன் இரசாயன சூத்திரமான சி யிலிருந்து காணலாம் என்பதை நினைவில் கொள்க.₁₂எச்₂₂ஓ₁₁).
   • மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கை: 55.51 + 3.08 = 58.59 மோல்
   • நீரின் மோல் பின்னம்: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 இப்போது இந்த பிரிவின் தொடக்கத்தில் கொடுக்கப்பட்ட ரவுல்ட் சமன்பாட்டில் தரவுகள் மற்றும் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மதிப்புகள் செருகவும் (பி_{தீர்வு} = பி_{கரைப்பான்}எக்ஸ்_{கரைப்பான்}).
   • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில்:
   • பி_{தீர்வு} = (23.8 மிமீஹெச்ஜி) (0.947)
   • பி_{தீர்வு} = 22.54 மிமீஹெச்ஜி கலை. இது அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் ஒரு சிறிய அளவு சர்க்கரையானது அதிக அளவு தண்ணீரில் கரைக்கப்படுகிறது (மோல்ஸில் அளவிடப்பட்டால்; அவற்றின் அளவு லிட்டர்களில் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்), எனவே நீராவி அழுத்தம் சற்று குறையும்.

3 இன் முறை 3: சிறப்பு வழக்குகளில் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுதல்

1. 1 நிலையான நிலைமைகளின் வரையறை. பெரும்பாலும் வேதியியலில், வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் மதிப்புகள் ஒரு வகையான "இயல்புநிலை" மதிப்பாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மதிப்புகள் நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் (அல்லது நிலையான நிலைமைகள்) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நீராவி அழுத்தம் பிரச்சனைகளில், நிலையான நிலைமைகள் அடிக்கடி குறிப்பிடப்படுகின்றன, எனவே நிலையான மதிப்புகளை நினைவில் கொள்வது நல்லது:
   • வெப்பநிலை: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • அழுத்தம்: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 பிற மாறிகளைக் கண்டுபிடிக்க கிளாபிரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டை மீண்டும் எழுதவும். இந்த கட்டுரையின் முதல் பகுதி தூய பொருட்களின் நீராவி அழுத்தத்தை எவ்வாறு கணக்கிடுவது என்பதைக் காட்டியது. இருப்பினும், எல்லா பிரச்சனைகளுக்கும் அழுத்தம் P1 அல்லது P2 ஐக் கண்டறிய வேண்டியதில்லை; பல சிக்கல்களில் வெப்பநிலை அல்லது ΔH இன் மதிப்பை கணக்கிடுவது அவசியம்_vap... இதுபோன்ற சந்தர்ப்பங்களில், சமன்பாட்டின் ஒரு பக்கத்தில் தெரியாதவற்றை தனிமைப்படுத்துவதன் மூலம் கிளாபெரான்-கிளாசியஸ் சமன்பாட்டை மீண்டும் எழுதவும்.
   • உதாரணமாக, அறியப்படாத திரவத்தைக் கொடுத்தால், இதன் நீராவி அழுத்தம் 273 K இல் 25 Torr மற்றும் 325 K. இல் 150 Torr ஆகும்._vap) இந்த பிரச்சனைக்கு தீர்வு:
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ ஆர்) ((1 / T2) - (1 / T1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_vap/ ஆர்)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_vap இப்போது உங்களுக்காக கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளை மாற்றவும்:
   • 8.314 J / (K × mol) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × mol) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223.83 ஜே / மோல்
3. 3 ஊடுருவலின் நீராவி அழுத்தத்தைக் கவனியுங்கள். இந்த கட்டுரையின் இரண்டாவது பகுதியிலிருந்து எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், கரைசல் - சர்க்கரை - ஆவியாகாது, ஆனால் கரைப்பான் நீராவியை உருவாக்குகிறது (ஆவியாகிறது) என்றால், நீராவி அழுத்தம் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும். இதைச் செய்ய, ரவுல்ட்டின் சமன்பாட்டின் மாற்றியமைக்கப்பட்ட வடிவத்தைப் பயன்படுத்தவும்: பி_{தீர்வு} = Σ (பி_{பொருள்}எக்ஸ்_{பொருள்}), அங்கு சின்னம் Σ (சிக்மா) என்பது தீர்வை உருவாக்கும் அனைத்து பொருட்களின் நீராவி அழுத்தங்களின் மதிப்புகளையும் சேர்க்க வேண்டும்.
   • உதாரணமாக, இரண்டு வேதிப்பொருட்களால் செய்யப்பட்ட தீர்வைக் கருதுங்கள்: பென்சீன் மற்றும் டோலுயீன். கரைசலின் மொத்த அளவு 120 மில்லிலிட்டர்கள் (மிலி); 60 மில்லி பென்சீன் மற்றும் 60 மிலி டோலுயீன்.தீர்வு வெப்பநிலை 25 ° C, மற்றும் 25 ° C இல் உள்ள நீராவி அழுத்தம் 95.1 mm Hg ஆகும். பென்சீன் மற்றும் 28.4 மிமீ Hg க்கு. டோலுயினுக்கு. கரைசலின் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுவது அவசியம். பொருட்களின் அடர்த்தி, அவற்றின் மூலக்கூறு எடைகள் மற்றும் நீராவி அழுத்த மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி இதைச் செய்யலாம்:
   • எடை (பென்சீன்): 60 மிலி = 0.06 எல் × 876.50 கிலோ / 1000 எல் = 0.053 கிலோ = 53 கிராம்
   • நிறை (toluene): 0.06 L × 866.90 kg / 1000 L = 0.052 kg = 52 g
   • மோல் (பென்சீன்): 53 கிராம் × 1 மோல் / 78.11 கிராம் = 0.679 மோல்
   • மோல் (டோலுயீன்): 52 கிராம் × 1 மோல் / 92.14 கிராம் = 0.564 மோல்
   • மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கை: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • மோல் பின்னம் (பென்சீன்): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • மோல் பின்னம் (டோலுயீன்): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • தீர்வு: பி_{தீர்வு} = பி_{பென்சீன்}எக்ஸ்_{பென்சீன்} + பி_tolueneஎக்ஸ்_toluene
   • பி_{தீர்வு} = (95.1 mmHg) (0.546) + (28.4 mmHg) (0.454)
   • பி_{தீர்வு} = 51.92 மிமீ Hg. கலை. + 12.89 மிமீ Hg. கலை. = 64.81 மிமீஹெச்ஜி கலை.

குறிப்புகள்

• Clapeyron Clausius சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்த, வெப்பநிலை கெல்வின் டிகிரியில் குறிப்பிடப்பட வேண்டும் (K ஆல் குறிக்கப்படுகிறது). உங்கள் வெப்பநிலை செல்சியஸில் கொடுக்கப்பட்டால், பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி அதை மாற்ற வேண்டும்: டி_கே = 273 + டி_c
• வெப்பத்தின் அளவிற்கு ஆற்றல் நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருப்பதால் மேலே உள்ள முறை வேலை செய்கிறது. நீராவி அழுத்தத்தை பாதிக்கும் ஒரே சுற்றுச்சூழல் காரணி திரவத்தின் வெப்பநிலை.