PRESYON NG SINGAW: KONSEPTO, HALIMBAWA AT MALUTAS NA PAGSASANAY - CHEMISTRY - 2025

Ang presyon ng singaw ay isa na nakakaranas sa ibabaw ng isang likido o solid, bilang isang produkto ng isang thermodynamic equilibrium ng mga particle sa isang saradong sistema. Ang isang saradong sistema ay nauunawaan bilang isang lalagyan, lalagyan o bote na hindi nakalantad sa presyon ng hangin at atmospera.

Samakatuwid, ang lahat ng likido o solid sa isang lalagyan ay naglalagay sa kanilang sarili ng isang singaw na presyon ng katangian at katangian ng kanilang likas na kemikal. Ang isang hindi bubuksan na bote ng tubig ay nasa balanse na may singaw ng tubig, na "tamps" ang ibabaw ng likido at ang panloob na mga pader ng bote.

Ang mga carbonated na inumin ay naglalarawan ng konsepto ng presyon ng singaw. Pinagmulan: Pixabay.

Hangga't ang temperatura ay nananatiling pare-pareho, walang pagkakaiba-iba sa dami ng singaw ng tubig na naroroon sa bote. Ngunit kung tumaas ito, may darating na isang punto kung saan ang presyur ay malilikha nang maaari itong mabaril ang takip; tulad ng nangyayari kapag sinasadya mong subukin at isara ang isang bote na may tubig na kumukulo.

Ang mga inuming may carbon, sa kabilang banda, ay isang mas halata (at mas ligtas) na halimbawa ng kung ano ang ibig sabihin ng presyon ng singaw. Kapag walang takip, ang balanse ng gas-likido sa loob ay nagambala, na naglalabas ng singaw sa labas sa isang tunog na katulad ng sa kanya. Hindi ito mangyayari kung ang singaw ng presyon ng singaw ay mas mababa o pababayaan.

Konsepto ng singaw ng singaw

Ang presyon ng singaw at mga puwersa ng intermolecular

Ang pagtanggal ng ilang mga carbonated na inumin, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ay nag-aalok ng isang husay na ideya kung saan ang mga may mas mataas na presyon ng singaw, depende sa intensity ng tunog na pinalabas.

Ang isang bote ng eter ay kumikilos din sa parehong paraan; hindi kaya ng isang langis, honey, syrup, o isang pag-iimpake ng ground coffee. Hindi sila gagawa ng anumang kapansin-pansin na ingay maliban kung naglalabas sila ng mga gas mula sa agnas.

Ito ay dahil ang kanilang mga presyur ng singaw ay mas mababa o bale-wala. Ang nakatakas mula sa bote ay mga molekula sa phase ng gas, na dapat munang talunin ang mga puwersa na nagpapanatili sa kanila na "nakulong" o cohesive sa likido o solid; iyon ay, dapat nilang pagtagumpayan ang mga intermolecular na puwersa o pakikipag-ugnay na ginawa ng mga molekula sa kanilang kapaligiran.

Kung walang mga pakikisalamuha, walang kahit na isang likido o solid upang mapakipot sa loob ng bote. Samakatuwid, ang mas mahina ang mga intermolecular na pakikipag-ugnay, mas malamang na ang mga molekula ay iwanan ang disordered na likido, o ang maayos o mga amorphous na istruktura ng solid.

Nalalapat ito hindi lamang sa mga purong sangkap o compound, kundi pati na rin sa mga mixtures, kung saan pumapasok ang mga nabanggit na inumin at espiritu. Sa gayon, posible na mahulaan kung aling bote ang magkakaroon ng mas mataas na presyon ng singaw na alam ang komposisyon ng nilalaman nito.

Pagsingaw at pagkasumpungin

Ang likido o solid sa loob ng bote, sa pag-aakalang ito ay walang kibo, ay patuloy na sumisilaw; iyon ay, ang mga molekula sa ibabaw nito ay makatakas sa phase ng gas, na nakakalat sa hangin at sa mga alon nito. Iyon ang dahilan kung bakit natatapos ang tubig na sumingaw nang buo kung ang botelya ay hindi sarado o ang palayok ay natatakpan.

Ngunit ang parehong ay hindi nangyayari sa iba pang mga likido, at mas kaunti pagdating sa mga solido. Ang presyon ng singaw para sa huli ay kadalasang nakakatawa na maaaring tumagal ng milyun-milyong taon bago napansin ang isang pagbawas sa laki; sa pag-aakalang hindi nila nasakyan, nabura, o nabulok sa lahat ng oras na iyon.

Ang isang sangkap o tambalan ay sinasabing pabagu-bago ng isip kung mabilis itong sumingaw sa temperatura ng silid. Tandaan na ang pagkasumpong ay isang konsepto ng husay: hindi ito nasukat, ngunit ang produkto ng paghahambing ng pagsingaw sa pagitan ng iba't ibang mga likido at solido. Ang mga mabilis na sumingit ay masasaalang-alang na mas pabagu-bago.

Sa kabilang banda, ang presyon ng singaw ay masusukat, na tinitipon ang sarili kung ano ang naiintindihan ng pagsingaw, kumukulo at pagkasumpungin.

Ang balanse ng thermodynamic

Ang mga molekula sa phase ng gas ay nagkabanggaan sa ibabaw ng likido o solid. Sa paggawa nito, ang mga intermolecular na puwersa ng iba pa, mas maraming mga pampalawak na molekula ay maaaring huminto at hawakan ang mga ito, sa gayon pipigilan ang mga ito mula sa pagtakas muli bilang singaw. Gayunpaman, sa proseso ang iba pang mga molekula sa ibabaw ay namamahala upang makatakas, pagsasama sa singaw.

Kung sarado ang bote, may darating na oras na ang bilang ng mga molekula na pumapasok sa likido o solid ay magiging katumbas sa mga nag-iiwan sa kanila. Kaya mayroon kaming isang balanse, na nakasalalay sa temperatura. Kung tataas o bumababa ang temperatura, magbabago ang presyon ng singaw.

Ang mas mataas na temperatura, mas mataas ang presyon ng singaw, dahil ang mga molekula ng likido o solid ay magkakaroon ng mas maraming enerhiya at mas madaling makatakas. Ngunit kung ang temperatura ay nananatiling pare-pareho, ang balanse ay muling maitatag; iyon ay, ang presyon ng singaw ay titigil sa pagtaas.

Mga halimbawa ng presyon ng singaw

Ipagpalagay na mayroon kang n -butane, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , at carbon dioxide, CO ₂ , sa dalawang magkakahiwalay na lalagyan. Sa 20 ° C, sinusukat ang kanilang mga singaw ng singaw. Ang singaw na presyon para sa n-butane ay humigit-kumulang na 2.17 atm, habang ang carbon dioxide ay 56.25 atm.

Ang mga presyur ng singaw ay maaari ring masukat sa mga yunit ng Pa, bar, torr, mmHg, at iba pa. Ang CO ₂ ay may isang singaw na presyon na halos 30 beses na mas mataas kaysa sa n-butane, kaya sa unang sulyap ang lalagyan nito ay dapat na mas lumalaban upang mai-imbak ito; at kung mayroon itong mga bitak, kukunan ito ng mas maraming karahasan sa paligid.

Ang CO _{2 na ito} ay natagpuan na natunaw sa mga carbonated na inumin, ngunit sa kaunting sapat na dami upang kapag ang pagtakas sa mga bote o lata ay hindi sumabog, ngunit gumawa lamang ng isang tunog.

Sa kabilang banda mayroon kaming diethyl eter, CH ₃ CH ₂ OCH ₂ CH ₃ o Et ₂ O, na ang presyon ng singaw sa 20 ºC ay 0.49 atm. Ang isang lalagyan ng eter na ito kapag walang takip ay tunog katulad ng isang soda. Ang presyon ng singaw nito ay halos 5 beses na mas mababa kaysa sa n-butane, kaya sa teorya ay magiging mas ligtas na hawakan ang isang bote ng diethyl eter kaysa sa isang bote ng n-butane.

Malutas na ehersisyo

Ehersisyo 1

Alin sa mga sumusunod na dalawang compound ang inaasahan na magkaroon ng presyon ng singaw na higit sa 25 ° C? Diethyl eter o ethyl alkohol?

Ang pormula ng istruktura ng diethyl eter ay CH ₃ CH ₂ OCH ₂ CH ₃ , at ang etil na alkohol, CH ₃ CH ₂ OH. Sa prinsipyo, ang diethyl eter ay may mas mataas na molekular na masa, mas malaki ito, kaya maaari itong paniwalaan na ang presyon ng singaw nito ay mas mababa dahil ang mga molekula ay mabigat. Gayunpaman, ang kabaligtaran ay totoo: ang diethyl eter ay mas pabagu-bago kaysa sa etil na alkohol.

Ito ay dahil ang mga molekula ng CH ₃ CH ₂ OH, tulad ng CH ₃ CH ₂ OCH ₂ CH ₃ , ay nakikipag-ugnay sa pamamagitan ng mga puwersang dipole-dipole. Ngunit hindi tulad ng diethyl eter, ang ethyl alkohol ay may kakayahang bumubuo ng mga hydrogen bond, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging lalo na malakas at itinuro na dipoles: CH ₃ CH ₂ HO-HOCH ₂ CH ₃ .

Dahil dito, ang singaw na presyon ng ethyl alkohol (0.098 atm) ay mas mababa kaysa sa diethyl eter (0.684 atm) sa kabila ng mas magaan na mga molekula nito.

Mag-ehersisyo 2

Alin sa mga sumusunod na dalawang solido ang pinaniniwalaang may pinakamataas na presyon ng singaw sa 25ºC? Nephthalene o yodo?

Ang molekula ng naphthalene ay bisikleta, pagkakaroon ng dalawang aromatic singsing, at isang punto ng kumukulo na 218ºC. Para sa bahagi nito, ang yodo ay linear at homonuclear, I ₂ o II, pagkakaroon ng isang punto ng kumukulo ng 184 ºC. Ang mga katangian na ito ay nag-iisa lamang sa ranggo ng yodo bilang posibleng solid na may pinakamataas na presyon ng singaw (kumukulo ito sa pinakamababang temperatura).

Ang parehong mga molekula, ang isa sa naphthalene at yodo, ay apolar, dahilan kung bakit sila nakikipag-ugnay sa pamamagitan ng mga nagkakalat na puwersa ng London.

Ang Nephthalene ay may mas mataas na molekular na masa kaysa sa yodo, at samakatuwid ay maliwanag na ipalagay na ang mga molekula nito ay may isang mas mahirap na oras na iniiwan ang itim, tarant mabangong solid; habang para sa yodo mas madali upang makatakas sa madilim na mga lilang kristal.

Ayon sa data na nakuha mula sa Pubchem, ang presyur ng singaw sa 25ºC para sa naphthalene at iodine ay: 0.085 mmHg at 0.233 mmHg, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, ang yodo ay may presyon ng singaw ng 3 beses na mas mataas kaysa sa naphthalene.

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. Presyon ng singaw. Nabawi mula sa: chem.purdue.edu
3. Wikipedia. (2019). Presyon ng singaw. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. Ang Mga editor ng Encyclopaedia Britannica. (Abril 03, 2019). Presyon ng singaw. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
5. Nichole Miller. (2019). Presyon ng singaw: Kahulugan, Pagkakapantay-pantay at Halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com