విషయము

• దశలు
• పద్ధతి 1 లో 3: క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడం
• పద్ధతి 2 లో 3: పరిష్కారాలలో ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కిస్తోంది
• 3 లో 3 వ పద్ధతి: ప్రత్యేక సందర్భాలలో ఆవిరి ఒత్తిడిని లెక్కిస్తోంది
• చిట్కాలు

మీరు ఎప్పుడైనా మండుతున్న ఎండలో చాలా గంటలు నీటి బాటిల్‌ను వదిలి, దాన్ని తెరిచినప్పుడు “హిస్సింగ్” శబ్దం విన్నారా? ఈ ధ్వని ఆవిరి ఒత్తిడి వల్ల కలుగుతుంది. రసాయన శాస్త్రంలో, ఆవిరి పీడనం అనేది ద్రవ ఆవిరి ద్వారా ఒత్తిడి చేయబడి, అది హెర్మెటికల్‌గా మూసివున్న కంటైనర్‌లో ఆవిరైపోతుంది. ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆవిరి పీడనాన్ని కనుగొనడానికి, క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించండి: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)).

దశలు

పద్ధతి 1 లో 3: క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడం

1. 1 కాలక్రమేణా మారుతున్న ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కించడానికి ఉపయోగించే క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని వ్రాయండి. ఈ ఫార్ములా చాలా భౌతిక మరియు రసాయన సమస్యలకు ఉపయోగించబడుతుంది. సమీకరణం ఇలా కనిపిస్తుంది: ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1)), ఎక్కడ:
   • ΔH_vap ఇది ద్రవం యొక్క బాష్పీభవనం యొక్క ఎంథాల్పీ. ఇది సాధారణంగా కెమిస్ట్రీ పాఠ్యపుస్తకాల్లోని పట్టికలో చూడవచ్చు.
   • R - గ్యాస్ స్థిరాంకం 8.314 J / (K × mol) కు సమానం
   • T1 అనేది ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత (ఆవిరి పీడనం అంటారు).
   • T2 అనేది తుది ఉష్ణోగ్రత (దీనిలో ఆవిరి పీడనం తెలియదు).
   • P1 మరియు P2 - వరుసగా T1 మరియు T2 ఉష్ణోగ్రతలలో ఆవిరి పీడనం.
2. 2 మీకు ఇచ్చిన పరిమాణాల విలువలను క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణంలో ప్రత్యామ్నాయం చేయండి. చాలా సమస్యలు రెండు ఉష్ణోగ్రత విలువలు మరియు పీడన విలువ లేదా రెండు పీడన విలువలు మరియు ఉష్ణోగ్రత విలువను ఇస్తాయి.
   • ఉదాహరణకు, ఒక పాత్రలో 295 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం ఉంటుంది, మరియు దాని ఆవిరి పీడనం 1 వాతావరణం (1 atm). 393 K. వద్ద ఆవిరి పీడనాన్ని కనుగొనండి. ఇక్కడ మీకు రెండు ఉష్ణోగ్రతలు మరియు పీడనం ఇవ్వబడుతుంది, కాబట్టి మీరు క్లాపీరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి వేరే ఒత్తిడిని కనుగొనవచ్చు. ఫార్ములాలో మీకు ఇచ్చిన విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేస్తే, మీరు పొందుతారు: ln (1 / P2) = (ΔH_vap/R) ((1/393) - (1/295)).
   • దయచేసి క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణంలో, ఉష్ణోగ్రత ఎల్లప్పుడూ కెల్విన్‌లో, మరియు ఏదైనా కొలత యూనిట్‌లో ఒత్తిడిని కొలుస్తారు (కానీ అవి P1 మరియు P2 లకు సమానంగా ఉండాలి).
3. 3 స్థిరాంకాలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి. క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణంలో రెండు స్థిరాంకాలు ఉన్నాయి: R మరియు .H_vap... R ఎల్లప్పుడూ 8.314 J / (K × mol). ValueH విలువ_vap (బాష్పీభవనం యొక్క ఎంథాల్పీ) మీరు కనుగొనడానికి ప్రయత్నిస్తున్న పదార్ధం, ఆవిరి పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది; ఈ స్థిరాంకం సాధారణంగా కెమిస్ట్రీ పాఠ్యపుస్తకాలలో లేదా వెబ్‌సైట్‌లలోని పట్టికలో కనిపిస్తుంది (ఉదాహరణకు, ఇక్కడ).
   • మా ఉదాహరణలో, పాత్రలో నీరు ఉందని చెప్పండి. ΔH_vap నీరు 40.65 kJ / mol లేదా 40650 J / mol కి సమానం.
   • ఫార్ములాలోకి స్థిరాంకాలను ప్లగ్ చేయండి మరియు పొందండి: ln (1/P2) = (40650/8314) ((1/393) - (1/295)).
4. 4 బీజగణిత కార్యకలాపాలను ఉపయోగించి సమీకరణాన్ని పరిష్కరించండి.
   • మా ఉదాహరణలో, తెలియని వేరియబుల్ సహజ లాగరిథమ్ (ln) సంకేతం క్రింద ఉంది. సహజ లాగరిథమ్ వదిలించుకోవడానికి, సమీకరణం యొక్క రెండు వైపులా గణిత స్థిరాంకం "ఇ" శక్తికి మార్చండి. వేరే పదాల్లో, ln (x) = 2 → e = e → x = e.
   • ఇప్పుడు సమీకరణాన్ని పరిష్కరించండి:
   • ln (1 / P2) = (40650 / 8.314) ((1/393) - (1/295))
   • ln (1 / P2) = (4889.34) (- 0.00084)
   • (1 / P2) = ఇ
   • 1 / P2 = 0.0165
   • P2 = 0.0165 = 60.76 ఎటిఎమ్. ఇది అర్ధమే, హెర్మెటికల్‌గా మూసివున్న పాత్రలో ఉష్ణోగ్రతను 100 డిగ్రీల మేర పెంచడం వలన బాష్పీభవనం పెరుగుతుంది, ఇది ఆవిరి పీడనాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.

పద్ధతి 2 లో 3: పరిష్కారాలలో ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కిస్తోంది

1. 1 రౌల్ట్ చట్టాన్ని వ్రాయండి. నిజ జీవితంలో, స్వచ్ఛమైన ద్రవాలు అరుదు; మేము తరచుగా పరిష్కారాలతో వ్యవహరిస్తాము. "ద్రావకం" అని పిలువబడే మరొక రసాయనానికి పెద్ద మొత్తంలో "ద్రావణం" అని పిలువబడే ఒక నిర్దిష్ట రసాయనాన్ని చిన్న మొత్తంలో జోడించడం ద్వారా ఒక పరిష్కారం తయారు చేయబడుతుంది. పరిష్కారాల విషయంలో, రౌల్ట్ చట్టాన్ని ఉపయోగించండి:పి_{పరిష్కారం} = పి_{ద్రావకం}X_{ద్రావకం}, ఎక్కడ:
   • పి_{పరిష్కారం} పరిష్కారం యొక్క ఆవిరి ఒత్తిడి.
   • పి_{ద్రావకం} ద్రావకం యొక్క ఆవిరి ఒత్తిడి.
   • X_{ద్రావకం} - ద్రావకం యొక్క మోల్ భిన్నం.
   • మోల్ ఫ్రాక్షన్ అంటే ఏమిటో మీకు తెలియకపోతే, చదవండి.
2. 2 ఏ పదార్ధం ద్రావకం మరియు ఏది ద్రావకం అని నిర్ణయించండి. ద్రావకం ద్రావణిలో కరిగే పదార్ధం మరియు ద్రావకం ద్రావణాన్ని కరిగించే పదార్ధం అని గుర్తుంచుకోండి.
   • సిరప్ ఉదాహరణను పరిగణించండి. సిరప్ పొందడానికి, చక్కెరలో ఒక భాగం నీటిలో ఒక భాగంలో కరిగిపోతుంది, కాబట్టి చక్కెర ద్రావకం మరియు నీరు ద్రావకం.
   • సుక్రోజ్ (సాధారణ చక్కెర) కొరకు రసాయన ఫార్ములా సి అని గమనించండి₁₂హెచ్₂₂ఓ₁₁... భవిష్యత్తులో మాకు ఇది అవసరం.
3. 3 ద్రావణం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి, ఎందుకంటే అది దాని ఆవిరి పీడనాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో బాష్పీభవనం పెరుగుతుంది కాబట్టి అధిక ఉష్ణోగ్రత, ఎక్కువ ఆవిరి పీడనం.
   • మా ఉదాహరణలో, సిరప్ ఉష్ణోగ్రత 298 K (సుమారు 25 ° C) అని అనుకుందాం.
4. 4 ద్రావకం యొక్క ఆవిరి పీడనాన్ని కనుగొనండి. అనేక సాధారణ రసాయనాల కోసం ఆవిరి పీడన విలువలు కెమిస్ట్రీ హ్యాండ్‌బుక్‌లలో ఇవ్వబడ్డాయి, అయితే ఇవి సాధారణంగా 25 ° C / 298 K ఉష్ణోగ్రతలలో లేదా వాటి మరిగే పాయింట్లలో ఇవ్వబడతాయి. సమస్యలో మీకు అలాంటి ఉష్ణోగ్రతలు ఇవ్వబడితే, సూచన పుస్తకాల నుండి విలువలను ఉపయోగించండి; లేకపోతే, మీరు పదార్ధం యొక్క ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కించాలి.
   • దీన్ని చేయడానికి, క్లాపిరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించండి, వరుసగా P1 మరియు T1 కి బదులుగా ఆవిరి పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రత 298 K (25 ° C) కి బదులుగా.
   • మా ఉదాహరణలో, ద్రావణం యొక్క ఉష్ణోగ్రత 25 ° C, కాబట్టి సూచన పట్టికల నుండి విలువను ఉపయోగించండి - 25 ° C వద్ద నీటి ఆవిరి పీడనం 23.8 mmHg.
5. 5 ద్రావకం యొక్క మోల్ భిన్నాన్ని కనుగొనండి. ఇది చేయుటకు, ద్రావణంలో ఉన్న అన్ని పదార్థాల మోల్స్ సంఖ్యకు ఒక పదార్ధం యొక్క మోల్స్ సంఖ్య యొక్క నిష్పత్తిని కనుగొనండి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ప్రతి పదార్ధం యొక్క మోల్ భిన్నం (పదార్ధం యొక్క మోల్స్ సంఖ్య) / (అన్ని పదార్థాల మొత్తం మోల్స్ సంఖ్య).
   • సిరప్ చేయడానికి మీరు 1 లీటరు నీరు మరియు 1 లీటరు సుక్రోజ్ (చక్కెర) ఉపయోగించారని చెప్పండి. ఈ సందర్భంలో, ప్రతి పదార్ధం యొక్క మోల్స్ సంఖ్యను కనుగొనడం అవసరం. దీన్ని చేయడానికి, మీరు ప్రతి పదార్ధం యొక్క ద్రవ్యరాశిని కనుగొనాలి, ఆపై పుట్టుమచ్చలను పొందడానికి ఈ పదార్ధాల మోలార్ ద్రవ్యరాశిని ఉపయోగించండి.
   • 1 లీటరు నీటి బరువు = 1000 గ్రా
   • 1 లీటరు చక్కెర = 1056.7 గ్రా
   • మోల్ (నీరు): 1000 గ్రా × 1 మోల్ / 18.015 గ్రా = 55.51 మోల్
   • మోల్ (సుక్రోజ్): 1056.7 గ్రా × 1 మోల్ / 342.2965 గ్రా = 3.08 మోల్ (సుక్రోజ్ యొక్క మోలార్ ద్రవ్యరాశిని దాని రసాయన ఫార్ములా సి నుండి మీరు కనుగొనగలరని గమనించండి₁₂హెచ్₂₂ఓ₁₁).
   • మోల్స్ మొత్తం సంఖ్య: 55.51 + 3.08 = 58.59 మోల్
   • నీటి మోల్ భిన్నం: 55.51 / 58.59 = 0.947.
6. 6 ఇప్పుడు ఈ విభాగం ప్రారంభంలో ఇచ్చిన రౌల్ట్ సమీకరణంలో డేటా మరియు పరిమాణాల యొక్క కనుగొనబడిన విలువలను ప్లగ్ చేయండి (పి_{పరిష్కారం} = పి_{ద్రావకం}X_{ద్రావకం}).
   • మా ఉదాహరణలో:
   • పి_{పరిష్కారం} = (23.8 mmHg) (0.947)
   • పి_{పరిష్కారం} = 22.54 mmHg కళ. ఇది అర్ధమే, ఎందుకంటే చిన్న మొత్తంలో చక్కెర పెద్ద మొత్తంలో నీటిలో కరిగిపోతుంది (పుట్టుమచ్చలలో కొలిస్తే; వాటి మొత్తం లీటర్లలో సమానంగా ఉంటుంది), కాబట్టి ఆవిరి పీడనం కొద్దిగా తగ్గుతుంది.

3 లో 3 వ పద్ధతి: ప్రత్యేక సందర్భాలలో ఆవిరి ఒత్తిడిని లెక్కిస్తోంది

1. 1 ప్రామాణిక పరిస్థితుల నిర్వచనం. తరచుగా రసాయన శాస్త్రంలో, ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన విలువలు ఒక రకమైన "డిఫాల్ట్" విలువగా ఉపయోగించబడతాయి. ఈ విలువలను ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత మరియు ఒత్తిడి (లేదా ప్రామాణిక పరిస్థితులు) అంటారు. ఆవిరి ఒత్తిడి సమస్యలలో, ప్రామాణిక పరిస్థితులు తరచుగా పేర్కొనబడతాయి, కాబట్టి ప్రామాణిక విలువలను గుర్తుంచుకోవడం మంచిది:
   • ఉష్ణోగ్రత: 273.15 K / 0˚C / 32 F
   • ఒత్తిడి: 760 mmHg / 1 atm / 101.325 kPa
2. 2 ఇతర వేరియబుల్స్ కనుగొనడానికి క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని మళ్లీ వ్రాయండి. ఈ ఆర్టికల్ యొక్క మొదటి విభాగం స్వచ్ఛమైన పదార్థాల ఆవిరి ఒత్తిడిని ఎలా లెక్కించాలో చూపించింది. అయితే, అన్ని సమస్యలకు P1 లేదా P2 పీడనాన్ని కనుగొనడం అవసరం లేదు; అనేక సమస్యలలో ఉష్ణోగ్రత లేదా ΔH విలువను లెక్కించడం అవసరం_vap... అలాంటి సందర్భాలలో, సమీకరణం యొక్క ఒక వైపు తెలియని వాటిని వేరు చేయడం ద్వారా క్లాపెరాన్-క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని తిరిగి వ్రాయండి.
   • ఉదాహరణకు, తెలియని ద్రవాన్ని ఇచ్చినప్పుడు, ఆవిరి పీడనం 273 K వద్ద 25 Torr మరియు 325 K. వద్ద 150 Torr ఉంటుంది. ఈ ద్రవం యొక్క ఆవిరి యొక్క ఎంథాల్పీని కనుగొనడం అవసరం (అంటే ΔH_vap). ఈ సమస్యకు పరిష్కారం:
   • ln (P1 / P2) = (ΔH_vap/ R) ((1 / T2) - (1 / T1))
   • (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = (ΔH_vap/ ఆర్)
   • R × (ln (P1 / P2)) / ((1 / T2) - (1 / T1)) = ΔH_vap ఇప్పుడు మీ కోసం ఇచ్చిన విలువలను భర్తీ చేయండి:
   • 8.314 J / (K × mol) × (-1.79) / (- 0.00059) = ΔH_vap
   • 8.314 J / (K × mol) × 3033.90 = ΔH_vap = 25223.83 J / mol
3. 3 ప్రవాహం యొక్క ఆవిరి పీడనాన్ని పరిగణించండి. ఈ వ్యాసం యొక్క రెండవ విభాగం నుండి మా ఉదాహరణలో, ద్రావకం - చక్కెర - ఆవిరైపోదు, కానీ ద్రావకం ఆవిరిని ఉత్పత్తి చేస్తే (ఆవిరైపోతుంది), ఆవిరి పీడనాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. దీన్ని చేయడానికి, రౌల్ట్ సమీకరణం యొక్క సవరించిన రూపాన్ని ఉపయోగించండి: పి_{పరిష్కారం} = Σ (పి_{పదార్ధం}X_{పదార్ధం}), ఇక్కడ చిహ్నం Σ (సిగ్మా) అంటే ద్రావణాన్ని తయారు చేసే అన్ని పదార్థాల ఆవిరి పీడనాల విలువలను జోడించడం అవసరం.
   • ఉదాహరణకు, రెండు రసాయనాలతో చేసిన పరిష్కారాన్ని పరిగణించండి: బెంజీన్ మరియు టోలున్. ద్రావణం యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్ 120 మిల్లీలీటర్లు (ml); 60 మి.లీ బెంజీన్ మరియు 60 మి.లీ. టోలున్.ద్రావణం ఉష్ణోగ్రత 25 ° C, మరియు 25 ° C వద్ద ఆవిరి పీడనం 95.1 mm Hg. బెంజీన్ మరియు 28.4 mm Hg కొరకు. toluene కోసం. పరిష్కారం యొక్క ఆవిరి పీడనాన్ని లెక్కించడం అవసరం. పదార్థాల సాంద్రతలు, వాటి పరమాణు బరువులు మరియు ఆవిరి పీడన విలువలను ఉపయోగించి మనం దీనిని చేయవచ్చు:
   • బరువు (బెంజీన్): 60 ml = 0.06 l × 876.50 kg / 1000 l = 0.053 kg = 53 g
   • మాస్ (టోలున్): 0.06 L × 866.90 kg / 1000 L = 0.052 kg = 52 g
   • మోల్ (బెంజీన్): 53 గ్రా × 1 మోల్ / 78.11 గ్రా = 0.679 మోల్
   • మోల్ (టోలున్): 52 గ్రా × 1 మోల్ / 92.14 గ్రా = 0.564 మోల్
   • మోల్స్ మొత్తం సంఖ్య: 0.679 + 0.564 = 1.243
   • మోల్ భిన్నం (బెంజీన్): 0.679 / 1.243 = 0.546
   • మోల్ భిన్నం (టోలున్): 0.564 / 1.243 = 0.454
   • పరిష్కారం: పి_{పరిష్కారం} = పి_{బెంజీన్}X_{బెంజీన్} + పి_tolueneX_toluene
   • పి_{పరిష్కారం} = (95.1 mmHg) (0.546) + (28.4 mmHg) (0.454)
   • పి_{పరిష్కారం} = 51.92 mm Hg. కళ. + 12.89 mm Hg. కళ. = 64.81 mmHg కళ.

చిట్కాలు

• క్లాపెరాన్ క్లాసియస్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడానికి, ఉష్ణోగ్రత కెల్విన్ డిగ్రీలలో పేర్కొనబడాలి (K ద్వారా సూచించబడుతుంది). మీ ఉష్ణోగ్రత సెల్సియస్‌లో ఇవ్వబడితే, మీరు ఈ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి దానిని మార్చాలి: టి_k = 273 + టి_c
• పై పద్ధతి పనిచేస్తుంది ఎందుకంటే శక్తి వేడి మొత్తానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ద్రవ ఉష్ణోగ్రత మాత్రమే ఆవిరి పీడనాన్ని ప్రభావితం చేసే పర్యావరణ కారకం.