Die Clausius-Clapeyron-Gleichung ist eine Beziehung, die nach Rudolf Clausius und Benoit Emile Clapeyron benannt ist. Die Gleichung beschreibt den Phasenübergang zwischen zwei Phasen der Materie, die dieselbe Zusammensetzung haben.
Somit kann die Clausius-Clapeyron-Gleichung verwendet werden, um den Dampfdruck als Funktion der Temperatur abzuschätzen oder die Wärme des Phasenübergangs aus den Dampfdrücken bei zwei Temperaturen zu ermitteln. In der Grafik ist die Beziehung zwischen Temperatur und Druck einer Flüssigkeit eher eine Kurve als eine gerade Linie. Im Fall von Wasser steigt beispielsweise der Dampfdruck viel schneller als die Temperatur an. Die Clausius-Clapeyron-Gleichung gibt die Steigung der Tangenten an die Kurve an.
Dieses Beispielproblem zeigt die Verwendung der Clausius-Clapeyron-Gleichung zur Vorhersage des Dampfdrucks einer Lösung .
Problem
Der Dampfdruck von 1-Propanol beträgt 10,0 Torr bei 14,7 ° C. Berechnen Sie den Dampfdruck bei 52,8 ° C.
Gegeben:
Verdampfungswärme von 1-Propanol=47,2 kJ / mol
Lösung
Die Clausius-Clapeyron-Gleichung bezieht den Dampfdruck einer Lösung bei verschiedenen Temperaturen auf die Verdampfungswärme. Die Clausius-Clapeyron-Gleichung wird ausgedrückt durch
ln [P T1, vap / P T2, vap ]=(ΔH vap / R) [1 / T 2 – 1 / T 1 ]
wobei:
ΔH vap die Verdampfungsenthalpie der Lösung ist
R ist die ideale Gaskonstante. 0,008314 kJ / K · mol
T 1 und T 2 sind die absoluten Temperaturen der Lösung in Kelvin
P T1, Dampf und P T2, Dampf ist der Dampfdruck der Lösung bei Temperatur T 1 und T 2
Schritt 1: Konvertieren Sie ° C in K.
T K=° C + 273,15
T 1=14,7 ° C + 273,15
T 1=287,85 K
T 2=52,8 ° C + 273,15
T 2=325,95 K.
Schritt 2: Finden Sie PT2, vap
In [10 Torr / P T2, Dampf ]=(47,2 kJ / Mol / 0,008314 kJ / K · Mol) [1 / 325,95 K – 1 / 287,85 K]
In [10 Torr / P T2, Dampf ]=5677 (-4,06 x 10 -4 )
ln [10 Torr / P T2, vap ]=-2,305
nehmen Sie das Antilog beider Seiten 10 Torr / P T2, vap=0,997
P T2, vap / 10 Torr=10,02
P T2, vap=100,2 Torr
Antworten
Der Dampfdruck von 1-Propanol bei 52,8 ° C beträgt 100,2 Torr.
