İçerik
Bir sıvıyı kapalı bir alana koyarsanız, o sıvının yüzeyinden gelen moleküller tüm boşluk buharla dolana kadar buharlaşacaktır. Buharlaşan sıvının yarattığı basınca buhar basıncı denir. Buhar basıncının belirli bir sıcaklıkta bilinmesi önemlidir, çünkü buhar basıncı bir sıvının kaynama noktasını belirler ve yanıcı bir gazın ne zaman yanacağıyla ilgilidir. Bulunduğunuz yerdeki sıvının buharı sağlığınız için tehlikeli ise, buhar basıncı bu sıvının ne kadarının belirli bir süre içinde gaz olacağını ve bu nedenle havanın solunması tehlikeli olup olmayacağını belirlemenize yardımcı olur. Saf bir sıvının buhar basıncını tahmin etmek için kullanılan iki denklem Clausius-Clapeyron denklemi ve Antoine Denklemidir.
Clausius-Clapeyron Denklemi
Bir termometre veya termokupl kullanarak sıvınızın sıcaklığını ölçün. Bu örnekte birkaç plastik yapmak için kullanılan ortak bir kimyasal olan benzene iyi bakın. 40 santigrat derece sıcaklıkta veya 313.15 Kelvin sıcaklıkta benzen kullanın.
Veri tablosunda sıvınız için gizli buharlaşma ısısını bulun. Bu, belirli bir sıcaklıkta bir sıvıdan gaza geçmek için harcadığı enerji miktarıdır. Bu sıcaklıkta benzenin buharlaşmasının gizli ısısı mol başına 35,030 Joule'dir.
Sıvınız için Clausius-Clapeyron sabitini veri tablosunda veya farklı sıcaklıklarda buhar basıncını ölçen ayrı deneylerden bulun. Bu sadece denklemi türetmek için kullanılan hesabı yapmaktan gelen bir entegrasyon sabitidir ve her sıvı için benzersizdir. Buhar basıncı sabitleri genellikle milimetre Mercury veya mm Hg cinsinden ölçülen basınca karşılık gelir. Benzen'in buhar basıncı mm olarak Hg olarak sabit 18.69'dur.
Buhar basıncının doğal kütüğünü hesaplamak için Clausius-Clapeyron Denklemini kullanın. Clausius-Clapeyron denklemi, buhar basıncının doğal kütüğünün, buharlaşma ısısı ile çarpılan -1 değerine eşit olduğunu, İdeal Gaz sabitinin böldüğü, sıvının sıcaklığına bölündüğünü ve sıvıya özgü bir sabit olduğunu söylüyor.) 313.15 derece Kelvin de benzen ile bu örnek için, buhar basıncının doğal kütüğü -1 olarak 35.030 ile çarpılır, 8.314 ile bölünür, 313.15 ile bölünür ve bu değer 5.235'e eşittir.
187.8 mm Hg veya 25.03 kilopaskal olan üstel fonksiyonu 5.235'te üstel fonksiyonu değerlendirerek, benzenin buhar basıncını 40 derece Santigrat'ta hesaplayın.
Antoine Denklemi
Bir veri tablosunda 40 santigrat derece olan benzen için Antoine sabitlerini bulun. Bu sabitler ayrıca her bir sıvıya özgüdür ve farklı sıcaklıklarda buhar basıncını ölçen birçok farklı deneyin sonuçları üzerinde doğrusal olmayan regresyon teknikleri kullanılarak hesaplanır. Benzen için mm Hg olarak belirtilen bu sabitler 6.90565, 1211.033 ve 220.790'dır.
Buhar basıncının 10 log kütlesini hesaplamak için Antione Equation kullanın. Sıvıya özgü üç sabit kullanan Antoine Denklemi, buhar basıncının 10 kütüğünün 10 eksi birinci sabitin, sıcaklık ve üçüncü sabitin bölü ikinci sabitin miktarına eşit olduğunu söylüyor. Benzen için bu, 6.90565 eksi 1211.033 olup 2.262'ye eşit olan 40 ve 220.790 toplamına bölünür.
Buhar basıncını 10'a yükselterek 182,8 mm Hg'ye eşit olan 2,262 veya 24,37 kilopaskal yükselterek hesaplayın.