असीम रूप से मिश्रणीय तरल पदार्थों के समाधान पर संतृप्त वाष्प दबाव। असीम रूप से मिश्रणीय तरल पदार्थों के समाधान पर संतृप्त वाष्प दबाव सूत्र का उपयोग करके एसीटोन के दबाव को व्यक्त करें

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अध्याय 7. वाष्प दबाव, चरण तापमान

संक्रमण, सतही तनाव
शुद्ध तरल पदार्थों और समाधानों के वाष्प दबाव, उनके उबलने और जमने (पिघलने) के तापमान, साथ ही सतह तनाव की जानकारी विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं की गणना के लिए आवश्यक है: वाष्पीकरण और संक्षेपण, वाष्पीकरण और सुखाने, आसवन और सुधार, आदि।
7.1. वाष्प दबाव
तापमान के आधार पर शुद्ध तरल के संतृप्त वाष्प दबाव को निर्धारित करने के लिए सबसे सरल समीकरणों में से एक एंटोनी का समीकरण है:

, (7.1)

कहाँ ए, में, साथ– स्थिरांक, व्यक्तिगत पदार्थों की विशेषता। कुछ पदार्थों के स्थिर मान तालिका में दिए गए हैं। 7.1.

यदि दो क्वथनांकों को संगत दबावों पर जाना जाता है, तो, लेना साथ= 230, स्थिरांक निर्धारित किए जा सकते हैं एऔर मेंनिम्नलिखित समीकरणों को संयुक्त रूप से हल करके:

; (7.2)

. (7.3)

समीकरण (7.1) पिघलने के तापमान और के बीच एक विस्तृत तापमान रेंज में प्रयोगात्मक डेटा से काफी संतोषजनक ढंग से मेल खाता है
= 0.85 (अर्थात
  = 0.85). यह समीकरण उन मामलों में सबसे बड़ी सटीकता प्रदान करता है जहां प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर सभी तीन स्थिरांक की गणना की जा सकती है। समीकरणों (7.2) और (7.3) का उपयोग करके गणना की सटीकता पहले से ही काफी कम हो गई है
250 K, और अत्यधिक ध्रुवीय यौगिकों के लिए 0.65 पर।

तापमान के आधार पर किसी पदार्थ के वाष्प दबाव में परिवर्तन को संदर्भ तरल के ज्ञात दबाव के आधार पर तुलना विधि (रैखिकता नियम के अनुसार) द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। यदि किसी तरल पदार्थ के दो तापमान संगत संतृप्त वाष्प दबाव पर ज्ञात हों, तो हम समीकरण का उपयोग कर सकते हैं

, (7.4)

कहाँ
और
- दो तरल पदार्थों का संतृप्त वाष्प दबाव एऔर मेंएक ही तापमान पर ;
और
- तापमान पर इन तरल पदार्थों का संतृप्त वाष्प दबाव ; साथ- स्थिर।
तालिका 7.1. कुछ पदार्थों का वाष्प दाब निर्भर करता है

तापमान पर
तालिका स्थिरांकों के मान दिखाती है ए, मेंऔर साथएंटोनी का समीकरण: , संतृप्त वाष्प दबाव कहां है, एमएमएचजी। (1 मिमी एचजी = 133.3 पा); टी- तापमान, के.

पदार्थ का नाम	रासायनिक सूत्र	तापमान रेंज, ओ सी		ए	में	साथ
		से	पहले
नाइट्रोजन	एन 2	–221	–210,1	7,65894	359,093	0
नाइट्रोजन डाइऑक्साइड	एन 2 ओ 4 (एन 2)	–71,7	–11,2	12,65	2750	0
		–11,2	103	8,82	1746	0
नाइट्रोजन ऑक्साइड	नहीं	–200	–161	10,048	851,8	0
		–164	–148	8,440	681,1	0
एक्रिलामाइड	सी 3 एच 5 चालू	7	77	12,34	4321	0
		77	137	9,341	3250	0
एक्रोलिन	सी 3 एच 4 ओ	–3	140	7,655	1558	0
अमोनिया	एनएच 3	–97	–78	10,0059	1630,7	0
रंगों का रासायनिक आधार	C6H5NH2	15	90	7,63851	1913,8	–53,15
		90	250	7,24179	1675,3	–73,15
आर्गन	एआर	–208	–189,4	7,5344	403,91	0
		–189,2	–183	6,9605	356,52	0
एसिटिलीन	C2H2	–180	–81,8	8,7371	1084,9	–4,3
		–81,8	35,3	7,5716	925,59	9,9
एसीटोन	C3H6O	–59,4	56,5	8,20	1750	0
बेंजीन	सी6एच6	–20	5,5	6,48898	902,28	–95,05
		5,5	160	6,91210	1214,64	–51,95
ब्रोमिन	बीआर 2	8,6	110	7,175	1233	–43,15
हाइड्रोजन ब्रोमाइड	एचबीआर	–99	–87,5	8,306	1103	0
		–87,5	–67	7,517	956,5	0

तालिका की निरंतरता. 7.1

पदार्थ का नाम	रासायनिक सूत्र	तापमान रेंज, ओ सी		ए	में	साथ
		से	पहले
1,3-ब्यूटाडीन	C4H6	–66	46	6,85941	935,53	–33,6
		46	152	7,2971	1202,54	4,65
एन-ब्यूटेन	C4H10	–60	45	6,83029	945,9	–33,15
		45	152	7,39949	1299	15,95
ब्यूटाइल अल्कोहल	C4H10O	75	117,5	9,136	2443	0
विनयल असेटेट	सीएच 3 कूच=सीएच 2	0	72,5	8,091	1797,44	0
विनाइल क्लोराइड	सीएच 2 =सीएचСl	–100	20	6,49712	783,4	–43,15
		–52,3	100	6,9459	926,215	–31,55
		50	156,5	10,7175	4927,2	378,85
पानी	एच 2 ओ	0	100	8,07353	1733,3	–39,31
हेक्सेन	सी 6 एच 1 4	–60	110	6,87776	1171,53	–48,78
		110	234,7	7,31938	1483,1	–7,25
हेपटैन	सी 7 एच 1 6	–60	130	6,90027	1266,87	–56,39
		130	267	7,3270	1581,7	–15,55
डीन	सी 10 एच 22	25	75	7,33883	1719,86	–59,35
		75	210	6,95367	1501,27	–78,67
डायसोप्रोपाइल ईथर	C6H14O	8	90	7,821	1791,2	0
एन,एन-डाइमिथाइलएसिटामाइड	सी 4 एच 9 चालू	0	44	7,71813	1745,8	–38,15
		44	170	7,1603	1447,7	–63,15
1,4-डाइऑक्साने	C4H8O2	10	105	7,8642	1866,7	0
1,1-डाइक्लोरोइथेन	C2H4Cl2	0	30	7,909	1656	0
1,2-डाइक्लोरोइथेन	C2H4Cl2	6	161	7,18431	1358,5	–41,15
		161	288	7,6284	1730	9,85
दिएथील ईथर	(सी 2 एच 5) 2 ओ	–74	35	8,15	1619	0
आइसोब्यूट्रिक एसिड	C4H8O2	30	155	8,819	2533	0
आइसोप्रेन	सी 5 एच 8	–50	84	6,90334	1081,0	–38,48
		84	202	7,33735	1374,92	2,19
आइसोप्रोपाइल एल्कोहल	C3H8O	–26,1	82,5	9,43	2325	0
हाइड्रोजन आयोडाइड	नमस्ते	–50	–34	7,630	1127	0
क्रीप्टोण	क्र	–207	–158	7,330	7103	0
क्सीनन	हेह	–189	–111	8,00	841,7	0
एन-ज़ाइलीन	सी 8 एच 10	25	45	7,32611	1635,74	–41,75
		45	190	6,99052	1453,43	–57,84
हे-ज़ाइलीन	सी 8 एच 10	25	50	7,35638	1671,8	–42,15
		50	200	6,99891	1474,68	–59,46

तालिका की निरंतरता. 7.1

पदार्थ का नाम	रासायनिक सूत्र	तापमान रेंज, ओ सी		ए	में	साथ
		से	पहले
ब्यूट्रिक एसिड	C4H8O2	80	165	9,010	2669	0
मीथेन	सीएच 4	–161	–118	6,81554	437,08	–0,49
		–118	–82,1	7,31603	600,17	25,27
मिथाइलीन क्लोराइड (डाइक्लोरोमेथेन)	CH2Cl2	–28	121	7,07138	1134,6	–42,15
		127	237	7,50819	1462,59	5,45
मिथाइल अल्कोहल	सीएच 4 ओ	7	153	8,349	1835	0
-मिथाइलस्टाइरीन	सी 9 एच 10	15	70	7,26679	1680,13	–53,55
		70	220	6,92366	1486,88	–71,15
मिथाइल क्लोराइड	CH3Cl	–80	40	6,99445	902,45	–29,55
		40	143,1	7,81148	1433,6	44,35
मिथाइल एथिल कीटोन	C4H8O	–15	85	7,764	1725,0	0
चींटी का तेजाब	CH2O2	–5	8,2	12,486	3160	0
		8,2	110	7,884	1860	0
नियोन	ने	–268	–253	7,0424	111,76	0
nitrobenzene	सी 6 एच 5 ओ 2 एन	15	108	7,55755	2026	–48,15
		108	300	7,08283	1722,2	–74,15
नाईट्रोमीथेन	सीएच 3 ओ 2 एन	55	136	7,28050	1446,19	–45,63
ओकटाइन	सी 8 एच 18	15	40	7,47176	1641,52	–38,65
		40	155	6,92377	1355,23	–63,63
पेंटेन	C5H12	–30	120	6,87372	1075,82	–39,79
		120	196,6	7,47480	1520,66	23,94
प्रोपेन	सी 3 एच 8	–130	5	6,82973	813,2	–25,15
		5	96,8	7,67290	1096,9	47,39
प्रोपलीन (प्रोपीन)	C3H6	–47,7	0,0	6,64808	712,19	–36,35
		0,0	91,4	7,57958	1220,33	36,65
प्रोपलीन ऑक्साइड	C3H6O	–74	35	6,96997	1065,27	–46,87
प्रोपलीन ग्लाइकोल	सी 3 एच 8 ओ 2	80	130	9,5157	3039,0	0
प्रोपाइल अल्कोहल	C3H8O	–45	–10	9,5180	2469,1	0
प्रोपियॉनिक अम्ल	सी 3 एच 6 ओ 2	20	140	8,715	2410	0
हाइड्रोजन सल्फाइड	H2S	–110	–83	7,880	1080,6	0
कार्बन डाइसल्फ़ाइड	सीएस 2	–74	46	7,66	1522	0
सल्फर डाइऑक्साइड	अत: 2	–112	–75,5	10,45	1850	0
सल्फर ट्राइऑक्साइड ()	अत: 3	–58	17	11,44	2680	0
सल्फर ट्राइऑक्साइड ()	अत: 3	–52,5	13,9	11,96	2860	0
tetrachlorethylene	सी 2 सीएल 4	34	187	7,02003	1415,5	–52,15

तालिका का अंत. 7.1

पदार्थ का नाम	रासायनिक सूत्र	तापमान रेंज, ओ सी		ए	में	साथ
		से	पहले
थियोफेनोल	C6H6S	25	70	7,11854	1657,1	–49,15
		70	205	6,78419	1466,5	–66,15
टोल्यूनि	सी 6 एच 5 सीएच 3	20	200	6,95334	1343,94	–53,77
ट्राईक्लोरोइथीलीन	C2HCl3	7	155	7,02808	1315,0	–43,15
कार्बन डाईऑक्साइड	सीओ 2	–35	–56,7	9,9082	1367,3	0
कार्बन ऑक्साइड	सीओ	–218	–211,7	8,3509	424,94	0
एसीटिक अम्ल	सी 2 एच 4 ओ 2	16,4	118	7,55716	1642,5	–39,76
एसिटिक एनहाईड्राइड	सी 4 एच 6 ओ 3	2	139	7,12165	1427,77	–75,11
फिनोल	C6H6O	0	40	11,5638	3586,36	0
		41	93	7,86819	2011,4	–51,15
एक अधातु तत्त्व	एफ 2	–221,3	–186,9	8,23	430,1	0
क्लोरीन	सीएल2	–154	–103	9,950	1530	0
क्लोरोबेंजीन	सी 6 एच 5 सीएल	0	40	7,49823	1654	–40,85
		40	200	6,94504	1413,12	–57,15
हाइड्रोजन क्लोराइड	एचसीएल	–158	–110	8,4430	1023,1	0
क्लोरोफार्म	सीएचसीएल 3	–15	135	6,90328	1163,0	–46,15
		135	263	7,3362	1458,0	2,85
cyclohexane	C6H12	–20	142	6,84498	1203,5	–50,29
		142	281	7,32217	1577,4	2,65
टेट्राक्लोराइड कार्बन	सीसीएल 4	–15	138	6,93390	1242,4	–43,15
		138	283	7,3703	1584	3,85
एटैन	C2H6	–142	–44	6,80266	636,4	–17,15
		–44	32,3	7,6729	1096,9	47,39
एथिलबेन्जीन	सी 8 एच 10	20	45	7,32525	1628,0	–42,45
		45	190	6,95719	1424,26	–59,94
ईथीलीन	C2H4	–103,7	–70	6,87477	624,24	–13,14
		–70	9,5	7,2058	768,26	9,28
इथिलीन ऑक्साइड	C2H4O	–91	10,5	7,2610	1115,10	–29,01
इथाइलीन ग्लाइकॉल	सी 2 एच 6 ओ 2	25	90	8,863	2694,7	0
		90	130	9,7423	3193,6	0
इथेनॉल	C2H6O	–20	120	6,2660	2196,5	0
इथाइल क्लोराइड	सी 2 एच 5 सीएल	–50	70	6,94914	1012,77	–36,48

रैखिकता नियम का उपयोग करके पानी में घुलनशील पदार्थों के संतृप्त वाष्प दबाव का निर्धारण करते समय, पानी का उपयोग संदर्भ तरल के रूप में किया जाता है, और पानी में अघुलनशील कार्बनिक यौगिकों के मामले में, हेक्सेन आमतौर पर लिया जाता है। तापमान के आधार पर पानी के संतृप्त वाष्प दबाव का मान तालिका में दिया गया है। पृ.11. हेक्सेन तापमान पर संतृप्त वाष्प दबाव की निर्भरता चित्र में दिखाई गई है। 7.1.

चावल। 7.1. तापमान पर हेक्सेन के संतृप्त वाष्प दबाव की निर्भरता

(1 मिमी एचजी = 133.3 पा)
संबंध (7.4) के आधार पर, तापमान के आधार पर संतृप्त वाष्प दबाव निर्धारित करने के लिए एक नॉमोग्राम का निर्माण किया गया था (चित्र 7.2 और तालिका 7.2 देखें)।

उपरोक्त समाधानों में, विलायक का संतृप्त वाष्प दबाव शुद्ध विलायक के ऊपर से कम होता है। इसके अलावा, घोल में घुले पदार्थ की सांद्रता जितनी अधिक होगी, वाष्प दबाव में उतनी ही अधिक कमी होगी।

एलन

6

1,2-डाइक्लोरोइथेन

26

प्रोपलीन

4

अमोनिया

49

दिएथील ईथर

15

propionic

56

रंगों का रासायनिक आधार

40

आइसोप्रेन

14

अम्ल

एसिटिलीन

2

आयोडोबेंजीन

39

बुध

61

एसीटोन

51

एम-क्रेसोल

44

टेट्रालिन

42

बेंजीन

24

हे-क्रेसोल

41

टोल्यूनि

30

ब्रोमोबेंजीन

35

एम-ज़ाइलीन

34

एसीटिक अम्ल

55

इथाइल ब्रोमाइड

18

आईएसओ-तेल

57

फ्लोरोबेंजीन

27

-ब्रोमोनफैथलीन

46

अम्ल

क्लोरोबेंजीन

33

1,3-ब्यूटाडीन

10

मिथाइलमाइन

50

विनाइल क्लोराइड

8

बुटान

11

मिथाइलमोनोसिलेन

3

मिथाइल क्लोराइड

7

-ब्यूटिलीन

9

मिथाइल अल्कोहल

52

क्लोराइड

19

-ब्यूटिलीन

12

मिथाइल फॉर्मेट

16

मिथाइलीन

ब्यूटाईलीन ग्लाइकोल

58

नेफ़थलीन

43

इथाइल क्लोराइड

13

पानी

54

-नैफ्थॉल

47

क्लोरोफार्म

21

हेक्सेन

22

-नैफ्थॉल

48

टेट्राक्लोराइड

23

हेपटैन

28

nitrobenzene

37

कार्बन

ग्लिसरॉल

60

ओकटाइन

31*

एटैन

1

डेकलिन

38

32*

एथिल एसीटेट

25

डीन

36

पेंटेन

17

इथाइलीन ग्लाइकॉल

59

डाइऑक्सेन

29

प्रोपेन

5

इथेनॉल

53

डिफेनिल

45

इथाइल फॉर्मेट

20

कीटोन्स का सबसे सरल प्रतिनिधि। रंगहीन, अत्यधिक गतिशील, तीव्र, विशिष्ट गंध वाला वाष्पशील तरल। यह पानी और अधिकांश कार्बनिक विलायकों के साथ पूरी तरह से मिश्रणीय है। एसीटोन कई कार्बनिक पदार्थों (सेल्यूलोज एसीटेट और नाइट्रोसेल्यूलोज, वसा, मोम, रबर, आदि) के साथ-साथ कई लवणों (कैल्शियम क्लोराइड, पोटेशियम आयोडाइड) को अच्छी तरह से घोल देता है। यह मानव शरीर द्वारा निर्मित मेटाबोलाइट्स में से एक है।

एसीटोन का अनुप्रयोग:

पॉलीकार्बोनेट, पॉलीयुरेथेन और एपॉक्सी रेजिन के संश्लेषण में;

वार्निश के उत्पादन में;

विस्फोटकों के उत्पादन में;

दवाओं के उत्पादन में;

सेलूलोज़ एसीटेट के लिए विलायक के रूप में फिल्म चिपकने की संरचना में;

विभिन्न उत्पादन प्रक्रियाओं में सतहों की सफाई के लिए घटक;

इसका उपयोग व्यापक रूप से एसिटिलीन को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है, जिसे विस्फोट के जोखिम के कारण अपने शुद्ध रूप में दबाव में संग्रहीत नहीं किया जा सकता है (इसके लिए, एसीटोन में भिगोए गए छिद्रपूर्ण पदार्थ वाले कंटेनरों का उपयोग किया जाता है। 1 लीटर एसीटोन 250 लीटर एसिटिलीन तक घुल जाता है) .

इंसानों के लिए खतरा:

एसीटोन की उच्च सांद्रता के एकल संपर्क से ख़तरा। भाप आँखों और श्वसन तंत्र में जलन पैदा करती है। यह पदार्थ केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, यकृत, गुर्दे और जठरांत्र संबंधी मार्ग पर प्रभाव डाल सकता है। पदार्थ को साँस द्वारा और त्वचा के माध्यम से शरीर में अवशोषित किया जा सकता है। लंबे समय तक त्वचा के संपर्क में रहने से जिल्द की सूजन हो सकती है। यह पदार्थ रक्त और अस्थि मज्जा पर प्रभाव डाल सकता है। यूरोप में उच्च विषाक्तता के कारण, एसीटोन के स्थान पर मिथाइल एथिल कीटोन का अधिक उपयोग किया जाता है।

आग जोखिम:

अत्यंत ज्वलनशील। एसीटोन वर्ग 3.1 के ज्वलनशील तरल पदार्थ से संबंधित है जिसका फ़्लैश बिंदु +23 डिग्री सेल्सियस से कम है। खुली लपटों, चिंगारी और धूम्रपान से बचें। एसीटोन वाष्प और वायु का मिश्रण विस्फोटक होता है। जब यह पदार्थ 20 डिग्री सेल्सियस पर वाष्पित हो जाएगा तो खतरनाक वायु प्रदूषण बहुत तेजी से होगा। छिड़काव करते समय - और भी तेज़। भाप हवा से भारी होती है और जमीन के साथ चल सकती है। पदार्थ एसिटिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के संपर्क में आने पर विस्फोटक पेरोक्साइड बना सकता है। सामान्य परिस्थितियों में क्लोरोफॉर्म और ब्रोमोफॉर्म के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे आग और विस्फोट का खतरा होता है। एसीटोन कुछ प्रकार के प्लास्टिक के प्रति आक्रामक है।

तालिका वायुमंडलीय दबाव पर बेंजीन वाष्प सी 6 एच 6 के थर्मोफिजिकल गुणों को दर्शाती है।

निम्नलिखित गुणों के मान दिए गए हैं: घनत्व, ताप क्षमता, तापीय चालकता गुणांक, गतिशील और गतिज चिपचिपाहट, तापीय प्रसार, तापमान के आधार पर प्रांटल संख्या। गुण तापमान सीमा में दिए गए हैं।

तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि गैसीय बेंजीन का तापमान बढ़ने के साथ घनत्व और प्रांटल संख्या का मान कम हो जाता है। बेंजीन वाष्प को गर्म करने पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, तापीय चालकता, श्यानता और तापीय विसरणशीलता उनके मूल्यों में वृद्धि करती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 300 K (27°C) के तापमान पर बेंजीन का वाष्प घनत्व 3.04 kg/m3 है, जो तरल बेंजीन की तुलना में बहुत कम है (देखें)।

नोट: सावधान रहें! तालिका में तापीय चालकता 10 3 की शक्ति तक इंगित की गई है। 1000 से विभाजित करना याद रखें।

बेंजीन वाष्प की तापीय चालकता

तालिका 325 से 450 K तक के तापमान के आधार पर वायुमंडलीय दबाव पर बेंजीन वाष्प की तापीय चालकता को दर्शाती है।
नोट: सावधान रहें! तालिका में तापीय चालकता 10 4 की शक्ति तक इंगित की गई है। 10000 से भाग देना न भूलें.

तालिका 280 से 560 K तक के तापमान रेंज में बेंजीन के संतृप्त वाष्प दबाव के मूल्यों को दर्शाती है। जाहिर है, जब बेंजीन को गर्म किया जाता है, तो इसका संतृप्त वाष्प दबाव बढ़ जाता है।

स्रोत:
1.
2.
3. वोल्कोव ए.आई., ज़ारस्की आई.एम. बड़ी रासायनिक संदर्भ पुस्तक। - एम: सोवियत स्कूल, 2005। - 608 पी।

बढ़ते तापमान के साथ तरल का संतृप्त वाष्प दबाव बढ़ता है (चित्र 8.2), और जैसे ही यह वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है, तरल उबलने लगता है। चित्र से. 8.2 से यह देखा जा सकता है कि बढ़ते तापमान के साथ संतृप्त वाष्प का दबाव स्वाभाविक रूप से बढ़ता है। एक ही बाहरी दबाव पर, तरल पदार्थ अलग-अलग तापमान पर उबलते हैं, क्योंकि उनमें संतृप्त वाष्प का दबाव अलग-अलग होता है।

एसीटोन इथेनॉल पानी

तापमान, оС

चावल। 8.2 किसी तरल के संतृप्त वाष्प दबाव (पी×10-5 पा.) की तापमान (क्रमशः एसीटोन, एथिल अल्कोहल, पानी) पर निर्भरता।

यदि आप बाहरी दबाव बदलते हैं, तो तरल का क्वथनांक बदल जाएगा। बाहरी दबाव में वृद्धि के साथ, क्वथनांक बढ़ता है, और कमी (वैक्यूम) के साथ यह कम हो जाता है। एक निश्चित बाहरी दबाव पर, कोई तरल पदार्थ कमरे के तापमान पर उबल सकता है।

तापमान पर संतृप्त वाष्प दबाव की निर्भरता क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है

, (8.1)

वाष्पीकरण की दाढ़ एन्थैल्पी कहाँ है, ; - वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान आयतन में दाढ़ परिवर्तन, के बराबर।

जब कोई तरल वाष्पित होता है, तो वाष्प चरण की मात्रा तरल चरण की तुलना में तेजी से बदलती है। तो, जब 1 पानी 25 डिग्री सेल्सियस और 760 मिमी एचजी के दबाव पर वाष्पित हो जाता है। कला। 1244 जोड़े बनते हैं, अर्थात्। वॉल्यूम 1244 गुना बढ़ गया. इसलिए, समीकरण में तरल की मात्रा की उपेक्षा की जा सकती है: , .

. (8.2)

मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण को ध्यान में रखते हुए और फिर

. (8.3)

समीकरण (8.3) को एकीकृत करने से सूत्र प्राप्त होता है

. (8.4)

इस सूत्र पर दो वैज्ञानिकों - क्लॉसियस और क्लैपेरॉन का नाम है, जिन्होंने इसे अलग-अलग शुरुआती बिंदुओं से प्राप्त किया।

क्लॉसियस-क्लैपेरॉन फॉर्मूला किसी पदार्थ के पिघलने, वाष्पीकरण और विघटन सहित सभी चरण संक्रमणों पर लागू होता है।

किसी तरल पदार्थ के वाष्पीकरण की ऊष्मा इज़ोटेर्मल वाष्पीकरण के दौरान तरल द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा है। वाष्पीकरण की दाढ़ ऊष्मा और वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा (1 ग्राम तरल से संबंधित) के बीच अंतर किया जाता है। वाष्पीकरण की गर्मी जितनी अधिक होती है, तरल, अन्य चीजें समान होने पर, अधिक धीरे-धीरे वाष्पित होता है, क्योंकि अणुओं को अंतर-आणविक संपर्क की अधिक ताकतों पर काबू पाना होता है।

यदि वाष्पीकरण की ऊष्माओं को स्थिर तापमान पर माना जाए तो उनकी तुलना आसान हो सकती है।

इसे निर्धारित करने के लिए, ट्राउटन के नियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: विभिन्न तरल पदार्थों के वायुमंडलीय दबाव (पी = स्थिरांक) पर वाष्पीकरण की दाढ़ गर्मी उनके क्वथनांक टीबीपी के सीधे आनुपातिक होती है।

या

आनुपातिकता गुणांक को ट्राउटन गुणांक कहा जाता है और अधिकांश सामान्य (गैर-संबद्ध) तरल पदार्थों के लिए यह 88.2 - 92.4 है .

किसी दिए गए तरल के वाष्पीकरण की गर्मी तापमान पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, यह घटता जाता है और क्रांतिक तापमान पर यह शून्य के बराबर हो जाता है।

इंजीनियरिंग गणना में, अनुभवजन्य एंटोनी समीकरण का उपयोग किया जाता है

, (8.5)

जहां ए, बी पदार्थ की विशेषता बताने वाले स्थिरांक हैं।

तापमान पर संतृप्त वाष्प दबाव की पाई गई निर्भरता का उपयोग अग्नि इंजीनियरिंग गणना में वाष्प एकाग्रता (; %), लौ प्रसार की तापमान सीमा की गणना करने के लिए किया जाता है।

.

आग की स्थिति में, तरल पदार्थ आसपास के स्थान में वाष्पित हो जाते हैं। तरल के वाष्पीकरण की दर उसके जलने की दर निर्धारित करती है। इस मामले में, वाष्पीकरण दर दहन क्षेत्र से आने वाली गर्मी की मात्रा से निर्णायक रूप से प्रभावित होती है।

तरल पदार्थों के जलने की दर स्थिर नहीं है। यह तरल के प्रारंभिक तापमान, जलाशय का व्यास, उसमें तरल का स्तर, हवा की गति आदि पर निर्भर करता है।

असीम रूप से मिश्रणीय तरल पदार्थों के समाधान पर संतृप्त वाष्प दबाव

व्यवहार में, कई समाधानों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें दो या दो से अधिक तरल पदार्थ होते हैं जो एक दूसरे में आसानी से घुलनशील होते हैं। सबसे सरल मिश्रण (समाधान) हैं जिसमें दो तरल पदार्थ होते हैं - बाइनरी मिश्रण। ऐसे मिश्रणों के लिए पाए गए पैटर्न का उपयोग अधिक जटिल मिश्रणों के लिए किया जा सकता है। ऐसे द्विआधारी मिश्रण में शामिल हैं: बेंजीन-टोल्यूनि, अल्कोहल-ईथर, एसीटोन-पानी, अल्कोहल-पानी, आदि। इस मामले में, दोनों घटक वाष्प चरण में समाहित होते हैं। मिश्रण का संतृप्त वाष्प दबाव घटकों के आंशिक दबाव का योग होगा। चूंकि किसी विलायक का मिश्रण से वाष्प अवस्था में संक्रमण, उसके आंशिक दबाव द्वारा व्यक्त किया जाता है, अधिक महत्वपूर्ण होता है, समाधान में उसके अणुओं की सामग्री जितनी अधिक होती है, राउल्ट ने पाया कि "उपरोक्त विलायक के संतृप्त वाष्प का आंशिक दबाव यह घोल उसी तापमान पर शुद्ध विलायक के ऊपर संतृप्त वाष्प दबाव और घोल में उसके मोल अंश के गुणनफल के बराबर होता है":

, (8.6)

मिश्रण के ऊपर विलायक का संतृप्त वाष्प दबाव कहाँ है; - शुद्ध विलायक के ऊपर संतृप्त वाष्प दबाव; N मिश्रण में विलायक का मोल अंश है।

समीकरण (8.6) राउल्ट के नियम की गणितीय अभिव्यक्ति है। उसी अभिव्यक्ति का उपयोग अस्थिर विलेय (बाइनरी सिस्टम का दूसरा घटक) के व्यवहार का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

व्यवहार में, कई समाधानों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें दो या दो से अधिक तरल पदार्थ होते हैं जो एक दूसरे में आसानी से घुलनशील होते हैं। सबसे सरल मिश्रण (समाधान) हैं जिसमें दो तरल पदार्थ होते हैं - बाइनरी मिश्रण। ऐसे मिश्रणों के लिए पाए गए पैटर्न का उपयोग अधिक जटिल मिश्रणों के लिए किया जा सकता है। ऐसे द्विआधारी मिश्रण में शामिल हैं: बेंजीन-टोल्यूनि, अल्कोहल-ईथर, एसीटोन-पानी, अल्कोहल-पानी, आदि। इस मामले में, दोनों घटक वाष्प चरण में समाहित होते हैं। मिश्रण का संतृप्त वाष्प दबाव घटकों के आंशिक दबाव का योग होगा। चूंकि किसी विलायक का मिश्रण से वाष्प अवस्था में संक्रमण, उसके आंशिक दबाव द्वारा व्यक्त किया जाता है, अधिक महत्वपूर्ण होता है, समाधान में उसके अणुओं की सामग्री जितनी अधिक होती है, राउल्ट ने पाया कि "उपरोक्त विलायक के संतृप्त वाष्प का आंशिक दबाव यह घोल उसी तापमान पर शुद्ध विलायक के ऊपर संतृप्त वाष्प दबाव और घोल में उसके मोल अंश के गुणनफल के बराबर होता है":

कहाँ - मिश्रण के ऊपर विलायक का संतृप्त वाष्प दबाव; - शुद्ध विलायक के ऊपर संतृप्त वाष्प दबाव; एन - मिश्रण में विलायक का मोल अंश।

समीकरण (8.6) राउल्ट के नियम की गणितीय अभिव्यक्ति है। एक अस्थिर विलेय (बाइनरी सिस्टम का दूसरा घटक) के व्यवहार का वर्णन करने के लिए, उसी अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाता है:

. (8.7)

घोल के ऊपर कुल संतृप्त वाष्प दबाव बराबर होगा (डाल्टन का नियम):

इसकी संरचना पर मिश्रण के आंशिक और कुल वाष्प दबाव की निर्भरता चित्र में दिखाई गई है। 8.3, जहां कोर्डिनेट अक्ष संतृप्त वाष्प दबाव दिखाता है, और एब्सिस्सा अक्ष मोल अंशों में समाधान की संरचना दिखाता है। इस मामले में, एक्स-अक्ष के साथ, एक पदार्थ (ए) की सामग्री बाएं से दाएं 1.0 से 0 मोल अंश तक घट जाती है, और दूसरे घटक (बी) की सामग्री एक साथ उसी दिशा में 0 से 1.0 तक बढ़ जाती है। . प्रत्येक विशिष्ट संरचना के लिए, कुल संतृप्त वाष्प दबाव आंशिक दबावों के योग के बराबर है। मिश्रण का कुल दबाव एक व्यक्तिगत तरल के संतृप्त वाष्प दबाव से भिन्न होता है दूसरे शुद्ध तरल के संतृप्त वाष्प दबाव के लिए .

राउल्ट और डाल्टन के नियमों का उपयोग अक्सर तरल पदार्थों के मिश्रण में आग के खतरे का आकलन करने के लिए किया जाता है।

मिश्रण संरचना, मोल अंश

चावल। 8.3 समाधान संरचना का आरेख - संतृप्त वाष्प दबाव

आमतौर पर, वाष्प चरण की संरचना तरल चरण की संरचना से मेल नहीं खाती है और वाष्प चरण अधिक अस्थिर घटक में समृद्ध होता है। इस अंतर को ग्राफ़िक रूप से भी दर्शाया जा सकता है (ग्राफ़ चित्र 8.4 में ग्राफ़ के समान दिखता है, केवल कोटि तापमान नहीं है, बल्कि दबाव है)।

रचना पर क्वथनांक की निर्भरता को दर्शाने वाले आरेखों में (आरेख)। रचना - क्वथनांकचावल। 8.4), आमतौर पर दो वक्र बनाने की प्रथा है, जिनमें से एक इन तापमानों को तरल चरण की संरचना से संबंधित करता है, और दूसरा वाष्प की संरचना से संबंधित होता है। निचला वक्र तरल रचनाओं (तरल वक्र) को संदर्भित करता है और ऊपरी वक्र वाष्प रचनाओं (वाष्प वक्र) को संदर्भित करता है।

दो वक्रों के बीच का क्षेत्र दो-चरण प्रणाली से मेल खाता है। इस क्षेत्र में स्थित कोई भी बिंदु दो चरणों - समाधान और संतृप्त वाष्प के संतुलन से मेल खाता है। संतुलन चरणों की संरचना वक्रों और दिए गए बिंदु से गुजरने वाले इज़ोटेर्म के चौराहे पर स्थित बिंदुओं के निर्देशांक द्वारा निर्धारित की जाती है।

तापमान t 1 पर (किसी दिए गए दबाव पर), x 1 संरचना का एक तरल घोल उबल जाएगा (तरल वक्र पर बिंदु a 1), इस घोल के साथ संतुलन में भाप की संरचना x 2 है (भाप वक्र पर बिंदु b 1)।

वे। संघटन x 1 का द्रव, संघटन x 2 के वाष्प के अनुरूप होगा।

भावों के आधार पर:
,
,
,
,

तरल और वाष्प चरणों की संरचना के बीच संबंध को संबंध द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

. (8.9)

चावल। 8.4. द्विआधारी मिश्रण का संघटन-क्वथनांक आरेख।

किसी दिए गए तापमान पर किसी व्यक्तिगत तरल का वास्तविक संतृप्त वाष्प दबाव एक विशिष्ट मान है। व्यावहारिक रूप से ऐसे कोई तरल पदार्थ नहीं हैं जिनमें समान तापमान पर समान संतृप्त वाष्प दबाव होता है। इसीलिए हमेशा कम या ज्यादा . अगर >, वह >, अर्थात। वाष्प चरण की संरचना घटक ए से समृद्ध है। समाधानों का अध्ययन करते समय, डी.पी. कोनोवलोव (1881) ने एक सामान्यीकरण किया जिसे कोनोवलोव का पहला नियम कहा जाता है।

एक द्विआधारी प्रणाली में, वाष्प, उसके साथ संतुलन में तरल की तुलना में, उस घटक में अपेक्षाकृत समृद्ध होता है, जिसके सिस्टम में जुड़ने से कुल वाष्प दबाव बढ़ जाता है, यानी। किसी दिए गए दबाव पर मिश्रण का क्वथनांक कम कर देता है।

कोनोवलोव का पहला नियम आंशिक आसवन द्वारा तरल समाधानों को उनके मूल घटकों में अलग करने का सैद्धांतिक आधार है। उदाहरण के लिए, बिंदु K की विशेषता वाली प्रणाली में दो संतुलन चरण होते हैं, जिनकी संरचना बिंदु a और b द्वारा निर्धारित होती है: बिंदु a संतृप्त वाष्प की संरचना को दर्शाता है, बिंदु b समाधान की संरचना को दर्शाता है।

ग्राफ़ का उपयोग करके, वक्रों के बीच तल में निहित किसी भी बिंदु के लिए वाष्प और तरल चरणों की संरचना की तुलना करना संभव है।

वास्तविक समाधान. राउल्ट का नियम वास्तविक समाधानों के लिए उपयुक्त नहीं है। राउल्ट के नियम से विचलन दो प्रकार के होते हैं:

विलयनों का आंशिक दबाव आदर्श विलयनों के वाष्पों के दबाव या अस्थिरता से अधिक होता है। कुल वाष्प दबाव योज्य मान से अधिक है। ऐसे विचलनों को सकारात्मक कहा जाता है, उदाहरण के लिए, मिश्रण के लिए (चित्र 8.5 ए, बी) सीएच 3 सीओसीएच 3 -सी 2 एच 5 ओएच, सीएच 3 सीओसीएच 3 -सीएस 2, सी 6 एच 6 - सीएच 3 सीओसीएच 3, एच 2 ओ- सीएच 3 ओएच, सी 2 एच 5 ओएच-सीएच 3 ओसीएच 3, सीसीएल 4-सी 6 एच 6, आदि;

बी

चावल। 8.5. संरचना पर कुल और आंशिक भाप दबाव की निर्भरता:

ए - राउल्ट के नियम से सकारात्मक विचलन वाले मिश्रण के लिए;

बी - राउल्ट के नियम से नकारात्मक विचलन वाले मिश्रण के लिए।

विलयनों का आंशिक दबाव आदर्श विलयनों के वाष्प दाब से कम होता है। कुल वाष्प दबाव योगात्मक मान से कम है। ऐसे विचलनों को ऋणात्मक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, मिश्रण के लिए: H 2 O-HNO 3; एच 2 ओ-एचसीएल; सीएचसीएल 3 -(सीएच 3) 2 सीओ; सीएचसीएल 3-सी 6 एच 6 आदि।

उन समाधानों में सकारात्मक विचलन देखे जाते हैं जिनमें असमान अणु सजातीय अणुओं की तुलना में कम बल के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

यह विलयन से वाष्प चरण तक अणुओं के संक्रमण को सुविधाजनक बनाता है। सकारात्मक विचलन वाले समाधान गर्मी के अवशोषण के साथ बनते हैं, अर्थात। शुद्ध घटकों के मिश्रण की ऊष्मा धनात्मक होगी, आयतन में वृद्धि होगी तथा जुड़ाव में कमी होगी।

राउल्ट के नियम से नकारात्मक विचलन उन समाधानों में होते हैं जिनमें असमान अणुओं की परस्पर क्रिया, सॉल्वेशन, हाइड्रोजन बांड का निर्माण और रासायनिक यौगिकों के निर्माण में वृद्धि होती है। इससे अणुओं के लिए घोल से गैस चरण तक जाना मुश्किल हो जाता है।