فشار بخار مایعات
فشار بخار به صورت فشار جزئی اعمال شده توسط بخار بالای سطح مایع تعریف می شود که این بخار در یک دمای معینی با مایع به تعادل می رسد.
در تصویر 1a و 1b، حالات مایع و بخار یک ماده ی معین نشان داده شده است. در این اشکال مولکول های منفرد یا اجزاء در یک لحظه ی خاص با حرکت تصادفی شان نشان داده شده اند. زمانی که لحظه ی تعادل نزدیک می شود( تصویر 1c )، تعداد مولکول های بخار شده با تعداد مولکول های متراکم شده برابر می شود. در واقع سرعت تبخیر با سرعت تراکم برابر می گردد و فشار خوانده شده روی مانومتر M ، فشار بخار آن مایع در آن دماست.
در کل فشار بخار یک مایع به دو فاکتور زیر بستگی دارد:
- ماهیت و طبیعت مایع.
- دمای مایع.
ماهیت مایع :
مایعاتی که دارای نیروهای بین مولکولی ضعیفی هستند، فرارترند و فشار بخار بالاتری دارند. برای مثال، فشار بخار اتیل الکل بیشتر از فشار بخار آب است.
دمای مایع :
فشار بخار با افزایش دما، افزایش می یابد. این مسئله بدین علت است که با افزایش دما، سرعت تبخیر نیز، افزایش می یابد.
جهت یادگیری بیشتر در مورد فشار بخار مایعات می توانید آزمایش زیر را انجام دهید.
دستورالعمل :
فشار بخار :
در اولین مرحله از آزمایش با تعیین نوع حلال که آب و یا اتانول است، با مفاهیم زیر آشنا می شویم:
فشار بخار در واقع، فشار بخار هر مایعی در بالای سطح آن مایع می باشد. در یک سیستم بسته، همان طور که در بالا نشان داده شده است، سرعت تبخیر مایع با سرعت تراکم برابر است. در شرایطی که بتوانیم فشار تعادلی را حفظ کنیم. این فشار با ماهیت مایع تغییر می کند. اگر فشار بخار بیشتر شود، مایع فرارتر می گردد. در این مرحله با تغییر حلال، می توان فرارتر بودن مایع و تغییرات فشار بخار را بررسی نمود.
با کلیک روی دکمه ی سبز رنگ به مرحله ی بعد می رویم.
در مرحله ی بعد، تأثیر دما را روی فشار بخار بررسی می کنیم. در این جا، حلال فقط آب می باشد که در دماهای 15، 25و 50 درجه سانتی گراد مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. در این جا سؤالاتی مطرح می گردد :
- چگونه دما روی فشار بخار اثر می گذارد؟
- توضیح دهید که چگونه این مسئله می تواند با نقطه ی جوش مرتبط باشد؟
- فشار بخار بالا در اثر نقطه ی جوش بالا نتیجه می گردد و یا نقطه ی جوش پایین؟
در این مرحله با انتخاب دمای مورد نظر، می توانیم سرعت فشار بخار را بررسی کنیم. هر چه دما افزایش یابد، فشار بخار نیز افزایش می یابد.
با کلیک بر روی دکمه ی سبز رنگ به مرحله ی بعد می رویم.
در مرحله ی بعد، اثر ماده ی حل شدنی غیر فرار را روی فشار بخار بررسی می کنیم.
1- انتخاب نوع حلال و تعیین مقدار حلال بر حسب گرم.
2- انتخاب نوع ماده ی حل شدنی و تعیین مقدار ماده ی حل شدنی بر حسب گرم.
3- کلیک روی دکمه ی ok و مشاهده ی مقدار فشار بخار محلول.
4- مشاهده ی داده ها روی نمودار( برای مشاهده ی هر داده، قبل از آن گزینه ی skip را یک بار انتخاب و بعد گزینه ی Add Data را انتخاب می کنیم ).
توجه :
در نمودار، فشار بخار محلول بر حسب کسر مولی حلال نمایش داده می شود.
بر فرض در مورد دو ماده A و B :
nA / nA + nB = کسر مولی A یا XA
X : نشان دهنده ی کسر مولی
n : نشان دهنده ی تعداد مول ها
جرم مولکولی / مقدار گرم ماده ی مورد نظر = مول (n)
با کلیک روی دکمه ی Reset می توانید آزمایش را مجدداً انجام دهید.
گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه و تنظیم : طیبه موسیوند
