ПРИТИСАК ПАРЕ: КОНЦЕПТ, ПРИМЕРИ И РЕШЕНЕ ВЕЖБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Притисак паре је онај који доживљава површину течности или чврста, као као производ једног равнотежно стање честица у затвореном систему. Под затвореним системом подразумева се посуда, контејнер или флаша која није изложена ваздуху и атмосферском притиску.

Стога сва течност или чврста супстанца у посуди врше притисак паре карактеристичан за њихову хемијску природу. Неотворена боца воде је у равнотежи са воденом паром која "затиче" површину течности и унутрашње стијенке боце.

Газирана пића илуструју концепт парног притиска. Извор: Пикабаи.

Све док температура остаје константна, неће бити варијација у количини водене паре присутне у боци. Али ако се повећа, доћи ће до тачке у којој ће се створити притисак тако да може да подигне поклопац; као што се догађа када намерно покушате да напуните и затворите флашу кључалом водом.

Газирана пића, с друге стране, су очитији (и сигурнији) пример онога што се подразумева под притиском паре. Када се открије, равнотежа гас-течност изнутра се прекида, ослобађајући испарење према спољашњем звуку сличном сикању. То се не би десило да је његов парни притисак нижи или занемарљиви.

Концепт парног притиска

Притисак паре и интермолекуларне силе

Отварање неколико газираних пића, под истим условима, нуди квалитативну идеју која од њих има већи притисак паре, у зависности од интензитета звука који се емитује.

Боца етра би се такође понашала исто; не толико уља, меда, сирупа или гомиле млевене кафе. Не би стварали никакву приметну буку осим ако не испуштају гасове из распадања.

То је зато што су њихови притисци паре нижи или занемарљиви. Оно што излази из боце су молекули у гасној фази, који прво морају да савладају силе које их држе „заробљене“ или кохезивне у течности или чврстини; то јест, они морају превазићи међумолекуларне силе или интеракције које врше молекули у својој средини.

Да нема таквих интеракција, унутар боце не би било ни течне нити чврсте супстанце. Према томе, што су слабије међумолекуларне интеракције, то је већа вероватноћа да молекули оставе неуређену течност или уредне или аморфне структуре чврсте супстанце.

Ово се не односи само на чисте супстанце или једињења, већ и на смеше у које се већ спомињу пића и жестока пића. Дакле, могуће је предвидети која ће боца имати већи притисак паре знајући састав њеног садржаја.

Испаравање и испарљивост

Течност или чврста материја унутар боце, под претпоставком да је затворена, непрестано ће испаравати; то јест, молекули на његовој површини бјеже у плиновиту фазу, који су распршени у зраку и струји. Због тога вода потпуно испарава ако боца није затворена или је лонац покривен.

Али исто се не догађа са другим течностима, а још мање када се ради о чврстим материјама. Притисак паре за последње је обично толико смешан да може проћи милион година пре него што се опази смањење величине; под претпоставком да се све време нису захрђале, еродирале или распадале.

За твар или једињење се затим каже да су испарљиви ако брзо испарају на собној температури. Имајте на уму да је испарљивост квалитативни концепт: није квантификована, већ је производ поређења испаравања између различитих течности и чврстих материја. Они који брже испаре сматрат ће се хлапљивијима.

Са друге стране, притисак паре је мерљив, скупљајући сам по себи оно што се подразумева под испаравањем, кључањем и хлапљивошћу.

Термодинамичка равнотежа

Молекули у гасној фази сударају се са површином течности или чврсте супстанце. При томе, интермолекуларне силе других, кондензованијих молекула могу да их зауставе и задрже, тако да спрече да поново истекну као пара. Међутим, у току процеса други молекули на површини успевају да побјегну, интегришући испаравање.

Ако се боца затвори, доћи ће време када ће број молекула који уђу у течност или чврсту супстанцу бити једнак ономе који их напусти. Дакле, имамо равнотежу, која зависи од температуре. Ако се температура повећа или смањи, притисак паре ће се променити.

Што је виша температура, то је већи притисак паре, јер ће молекули течности или чврсте супстанце имати више енергије и могу лакше да побегну. Али ако температура остане константна, биће успостављена равнотежа; односно притисак паре ће престати да расте.

Примери притиска паре

Претпоставимо да имате н -бутан, ЦХ ₃ ЦХ ₂ ЦХ ₂ ЦХ ₃ , и угљен диоксид, ЦО ₂ , у одвојеним посудама. На 20 ° Ц мерени су њихови парни притисци. Тлак паре за н-бутан је приближно 2,17 атм, док је угљен диоксид 56,25 атм.

Притисци паре могу се мерити и у јединицама Па, бар, торр, ммХг и другим. ЦО ₂ има притисак паре скоро 30 пута већи од н-бутана, тако да на први поглед његова посуда мора бити отпорнија да би могла да га складишти; а ако има пукотине, пуцаће већим насиљем у околини.

Овај ЦО ₂ се налази растворен у газираним пићима, али у довољно малим количинама, да приликом бекства боце или лименке не експлодирају, већ само производе звук.

С друге стране имамо диетилетра, ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОЦХ ₂ ЦХ ₃ или Ет ₂ О, чија Притисак паре на 20ºЦ је 0.49 атм. Посуда овог етра када се открије звучиће слично као код соде. Његов притисак паре је готово 5 пута нижи од притиска н-бутана, па ће у теорији бити сигурније руковати са боцом диетил етра него са боцом н-бутана.

Решене вежбе

Вежба 1

За које од следећих два једињења се очекује да има парни притисак већи од 25 ° Ц? Диетил етар или етил алкохол?

Структурна формула диетилетра је ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОЦХ ₂ ЦХ ₃ , а то етил алкохол, ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ. У принципу, диетил етер има већу молекулску масу, већи је, па се може веровати да је његов парни притисак нижи, јер су његови молекули тежи. Међутим, важи супротно: диетил етер је испарљивији од етил-алкохола.

То је зато што ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ молекули , попут ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОЦХ ₂ ЦХ ₃ , међусобно повезују преко дипол-дипола снага. Али за разлику од диетилетра, етил алкохол је способно да формира водоничне везе, које карактерише као посебно јаке и смера диполе: ЦХ ₃ ЦХ ₂ ХО-ХОЦХ ₂ ЦХ ₃ .

Сходно томе, притисак паре етил-алкохола (0,098 атм) је нижи од диетил-етра (0,684 атм), иако су његови молекули лакши.

Вежба 2

За коју од следећих две чврсте супстанце се верује да има највиши притисак паре при 25 ° Ц? Нафтален или јод?

Молекул нафталена је бицикличан, има два ароматична прстена и тачку кључања 218 ° Ц. Са своје стране, јода је линеаран и хомонуцлеар сам ₂ или ИИ, има тачку кључања 184 ºЦ. Сама ова својства рангирају јод као вероватно чврсту супстанцу с највишим притиском паре (кључа на најнижој температури).

Оба молекула, нафталин и јод, су аполарни, па делују кроз дисперзивне силе Лондона.

Нафтален има већу молекулску масу од јода, па је разумљиво претпоставити да његови молекули теже одлазе од црне, мирисне, смеђе боје; док је за јод лакше побјећи од тамно љубичастих кристала.

Према подацима узетих из Пубцхема, притисци паре при нафталену и јоду на 25 ° Ц су: 0,085 ммХг и 0,233 ммХг, респективно. Стога јод има притисак паре 3 пута већи од нафталена.

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Притисак паре. Опоравак од: цхем.пурдуе.еду
3. Википедиа. (2019). Притисак паре. Опоравак од: ен.википедиа.орг
4. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (03. априла 2019). Притисак паре. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
5. Ницхоле Миллер. (2019). Парни притисак: дефиниција, једначина и примери. Студи. Опоравак од: студи.цом