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밀폐 된 공간에 액체를 넣으면 전체 공간이 증기로 채워질 때까지 해당 액체 표면의 분자가 증발합니다. 증발 액체에 의해 생성 된 압력을 증기압이라고합니다. 증기압이 액체 비점을 결정하고 가연성 가스가 연소되는시기와 관련이 있기 때문에 특정 온도에서 증기압을 아는 것이 중요합니다. 해당 지역의 액체 증기가 건강에 해로운 경우, 증기압은 주어진 시간 동안 액체가 기체가 될 양을 결정하여 공기가 호흡하기에 위험한지 여부를 결정하는 데 도움이됩니다. 순수한 액체의 증기압을 추정하는 데 사용되는 두 가지 방정식은 Clausius-Clapeyron 방정식과 Antoine Equation입니다.
Clausius-Clapeyron 방정식
온도계 또는 열전대를 사용하여 액체의 온도를 측정하십시오. 이 예에서는 여러 플라스틱을 만드는 데 사용되는 일반적인 화학 물질 인 벤젠을 잘 살펴 봅니다. 섭씨 40도 또는 313.15 켈빈 온도에서 벤젠을 사용하십시오.
데이터 표에서 액체의 잠열을 찾으십시오. 특정 온도에서 액체에서 가스로 이동하는 데 필요한 에너지의 양입니다. 이 온도에서 벤젠 기화 잠열은 몰당 35,030 줄입니다.
데이터 표 또는 다른 온도에서 증기압을 측정하는 별도의 실험에서 액체에 대한 Clausius-Clapeyron 상수를 찾으십시오. 이것은 방정식을 도출하는 데 사용되는 미적분을 수행 할 때 나오는 적분 상수이며 각 액체에 고유합니다. 증기압 상수는 종종 수은 (mm) 또는 수은 (mm)으로 측정 된 압력을 말합니다. Hg의 mm 단위의 벤젠 증기압 상수는 18.69입니다.
Clausius-Clapeyron 방정식을 사용하여 증기압의 자연 로그를 계산하십시오. Clausius-Clapeyron 방정식은 증기압의 자연 로그에 기화열을 이상적인 가스 상수로 나눈 값을 액체의 온도로 나눈 값과 액체 고유의 상수를 곱한 값에 -1을 곱한 값과 같다고 말합니다.) 켈빈이 313.15 도인 벤젠을 사용한이 예에서 증기압의 자연 로그는 -1에 35,030, 8.314, 313.15로 나눈 18.69를 곱한 5.235를 곱한 값입니다.
5.235에서 187.8 mm의 Hg 또는 25.03 킬로 파스칼의 지수 함수를 평가하여 섭씨 40도에서 벤젠의 증기압을 계산하십시오.
앙투안 방정식
데이터 테이블에서 섭씨 40 도의 벤젠에 대한 앙투안 상수를 찾으십시오. 이 상수는 또한 각 액체마다 고유하며 다른 온도에서 증기압을 측정하는 많은 다른 실험 결과에 비선형 회귀 기술을 사용하여 계산됩니다. 벤젠에 대한 Hg의 mm에 대한 이러한 상수는 6.90565, 1211.033 및 220.790입니다.
Antione Equation을 사용하여 증기압의 10 진 로그를 계산하십시오. 액체 고유의 3 가지 상수를 사용하는 앙투안 방정식은 증기압의 기저 10 log가 제 1 상수에서 제 2 상수의 양을 온도와 제 3 상수의 합으로 나눈 것과 같다고 말합니다. 벤젠의 경우 이는 6.90565에서 1211.033을 40과 220.790의 합으로 나눈 값이며 2.262입니다.
10을 2.262의 힘 (182.8mm의 Hg 또는 24.37 킬로 파스칼)으로 올리면 증기압을 계산합니다.