presiunea de vapori Este unul care experimentează suprafața unui lichid sau solid, ca produs al unui echilibru termodinamic al particulelor sale într-un sistem închis. Un sistem închis este înțeles ca un recipient, recipient sau sticlă care nu este expus aerului și presiunii atmosferice.
Prin urmare, toate lichidele sau solidele dintr-un recipient exercită asupra lor o presiune de vapori caracteristică și caracteristică naturii lor chimice. O sticlă de apă nedeschisă este în echilibru cu vaporii de apă, care „tamponează” suprafața lichidului și pereții interiori ai sticlei..
Atâta timp cât temperatura rămâne constantă, nu va exista nicio variație a cantității de vapori de apă prezenți în sticlă. Dar dacă crește, va veni un punct în care se va crea presiune astfel încât să poată trage capacul în sus; așa cum se întâmplă când încercați în mod deliberat să umpleți și să închideți o sticlă cu apă clocotită.
Băuturile carbogazoase, pe de altă parte, sunt un exemplu mai evident (și mai sigur) a ceea ce se înțelege prin presiunea vaporilor. Când este descoperit, echilibrul gaz-lichid din interior este întrerupt, eliberând aburul spre exterior într-un sunet similar cu un șuierat. Acest lucru nu s-ar întâmpla dacă presiunea sa de vapori ar fi mai mică sau neglijabilă.
Indice articol
Descoperirea mai multor băuturi carbogazoase, în aceleași condiții, oferă o idee calitativă a celor care au presiune de vapori mai mare, în funcție de intensitatea sunetului emis..
O sticlă de eter s-ar comporta la fel; nu chiar unul de ulei, miere, sirop sau o grămadă de cafea măcinată. Nu ar face niciun zgomot perceptibil decât dacă eliberează gaze din descompunere.
Acest lucru se datorează faptului că presiunile lor de vapori sunt mai mici sau neglijabile. Ceea ce scapă din sticlă sunt moleculele în faza gazoasă, care trebuie mai întâi să depășească forțele care le mențin „prinse” sau coezive în lichid sau solid; adică trebuie să depășească forțele sau interacțiunile intermoleculare exercitate de moleculele din mediul lor.
Dacă nu ar exista astfel de interacțiuni, nu ar exista nici măcar un lichid sau un solid care să fie închis în sticlă. Prin urmare, cu cât interacțiunile intermoleculare sunt mai slabe, cu atât moleculele vor fi mai susceptibile de a părăsi lichidul dezordonat sau structurile ordonate sau amorfe ale solidului..
Acest lucru se aplică nu numai substanțelor sau compușilor puri, ci și amestecurilor, unde vin băuturile și băuturile spirtoase deja menționate. Astfel, este posibil să se prezică care sticlă va avea o presiune de vapori mai mare cunoscând compoziția conținutului său..
Lichidul sau solidul din interiorul flaconului, presupunând că este necapsulat, se va evapora continuu; adică moleculele de pe suprafața sa scapă în faza gazoasă, care sunt dispersate în aer și în curenții săi. De aceea apa ajunge să se evapore complet dacă sticla nu este închisă sau vasul este acoperit..
Dar același lucru nu se întâmplă cu alte lichide și cu atât mai puțin când vine vorba de solide. Presiunea vaporilor pentru acesta din urmă este de obicei atât de ridicolă încât poate dura milioane de ani până când se percepe o scădere a dimensiunii; presupunând că nu au fost ruginite, erodate sau descompuse în tot acest timp.
Se spune apoi că o substanță sau un compus este volatil dacă se evaporă rapid la temperatura camerei. Rețineți că volatilitatea este un concept calitativ: nu este cuantificată, ci este produsul comparării evaporării între diferite lichide și solide. Cei care se evaporă mai repede vor fi considerați mai volatili.
Pe de altă parte, presiunea vaporilor este măsurabilă, adunând de la sine ceea ce se înțelege prin evaporare, fierbere și volatilitate.
Moleculele din faza gazoasă se ciocnesc cu suprafața lichidului sau solidului. Procedând astfel, forțele intermoleculare ale celorlalte molecule, mai condensate, le pot opri și ține, împiedicându-le astfel să scape din nou sub formă de vapori. Cu toate acestea, în acest proces, alte molecule de la suprafață reușesc să scape, integrând vaporii..
Dacă sticla este închisă, va veni un moment în care numărul de molecule care intră în lichid sau solid va fi egal cu cele care le părăsesc. Deci avem un echilibru, care depinde de temperatură. Dacă temperatura crește sau scade, presiunea vaporilor se va modifica.
Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare presiunea vaporilor, deoarece moleculele lichidului sau solidului vor avea mai multă energie și vor putea scăpa mai ușor. Dar dacă temperatura rămâne constantă, echilibrul va fi restabilit; adică presiunea vaporilor va înceta să crească.
Să presupunem că avem n-butan, CH3CHDouăCHDouăCH3, și dioxid de carbon, CODouă, în două recipiente separate. La 20 ° C, presiunile lor de vapori au fost măsurate. Presiunea vaporilor pentru n-butanul este de aproximativ 2,17 atm, în timp ce cel al dioxidului de carbon este de 56,25 atm.
Presiunile de vapori pot fi, de asemenea, măsurate în unități de Pa, bar, torr, mmHg și altele. CODouă are o presiune de vapori de aproape 30 de ori mai mare decât cea a n-butan, deci la prima vedere recipientul său trebuie să fie mai rezistent pentru a-l putea depozita; iar dacă are fisuri, va trage cu o violență mai mare în împrejurimi.
Acest coDouă Se găsește dizolvat în băuturi carbogazoase, dar în cantități suficient de mici, astfel încât atunci când scapă de sticle sau cutii să nu explodeze, ci să producă doar un sunet.
Pe de altă parte, avem dietil eter, CH3CHDouăOCHDouăCH3 sau EtDouăSau, a cărei presiune de vapori la 20 ° C este de 0,49 atm. Un recipient din acest eter, atunci când este descoperit, va suna similar cu cel al unui sifon. Presiunea sa de vapori este de aproape 5 ori mai mică decât cea a n-butan, deci în teorie va fi mai sigur să mânuiți o sticlă de dietil eter decât o sticlă de n-butan.
Care dintre următorii doi compuși se așteaptă să aibă o presiune de vapori mai mare de 25 ° C? Dietil eter sau alcool etilic?
Formula structurală a dietil eterului este CH3CHDouăOCHDouăCH3, și cea a alcoolului etilic, CH3CHDouăOH. În principiu, dietil eterul are o masă moleculară mai mare, este mai mare, deci s-ar putea crede că presiunea sa de vapori este mai mică, deoarece moleculele sale sunt mai grele. Cu toate acestea, opusul este adevărat: eterul dietilic este mai volatil decât alcoolul etilic..
Acest lucru se datorează faptului că moleculele CH3CHDouăOH, la fel ca CH3CHDouăOCHDouăCH3, interacționează prin forțe dipol-dipol. Dar, spre deosebire de dietil eterul, alcoolul etilic este capabil să formeze legături de hidrogen, care se caracterizează prin faptul că sunt dipoli puternici și direcționali în special: CH3CHDouăHO- HOCHDouăCH3.
În consecință, presiunea de vapori a alcoolului etilic (0,098 atm) este mai mică decât cea a eterului dietilic (0,684 atm), chiar dacă moleculele sale sunt mai ușoare..
Care dintre următoarele două solide se crede că are cea mai mare presiune de vapori la 25 ° C? Naftalină sau iod?.
Molecula de naftalină este biciclică, are două inele aromatice și un punct de fierbere de 218ºC. Iodul, la rândul său, este liniar și homonuclear, euDouă sau I-I, având un punct de fierbere de 184 ºC. Numai aceste proprietăți clasifică iodul ca fiind posibil solidul cu cea mai mare presiune de vapori (fierbe la cea mai scăzută temperatură)..
Ambele molecule, naftalina și iodul, sunt apolare, deci interacționează prin forțele dispersive londoneze..
Naftalina are o masă moleculară mai mare decât iodul și, prin urmare, este de înțeles să presupunem că moleculele sale au un timp mai greu pentru a lăsa solidul negru, parfumat, gudronat; în timp ce pentru iod va fi mai ușor să scapi de cristalele violet închis.
Conform datelor preluate de la Pubchem, presiunile de vapori la 25 ° C pentru naftalină și iod sunt: 0,085 mmHg și, respectiv, 0,233 mmHg. Prin urmare, iodul are o presiune de vapori de 3 ori mai mare decât naftalina..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.