ปฏิบัตกิ ารเคมีท่ วั ไป I
การทดลองเคมีแบบย่อส่วน
การทดลองที่ 5
ความดันไอและความร้ อนแฝงของการเกิดไอ
( Vapor pressure and Heat of Vaporization )
*
If you have a glass of a cool drink, well supplied with ice, you can expect its temperature
to drop until it is close to 0ºC. You also can expect (and can easily check with a
thermometer) that it will remain cold, regardless of the outside temperature, as long as
there remains some unmelted ice in the drink. Only after all the ice has melted will the
temperature of the drink begin to rise. Why is this?
Ice to water: 80 Cal g-1
 Energy must be
supplied to overcome
molecular attractive
forces.
 This energy is supplied externally,
normally as heat, and does not
increase the temperature.
 Latent heat of
fusion is the amount
of heat required to
convert a unit mass of
solid into liquid
without a change in
temperature.
 As the effects are not measurable as
a temperature change, we call this heat
latent heat, meaning “invisible” heat.
Liquid  Gas (Vaporization)
water to water vapor: 540 Cal g-1
 Energy must also be
supplied to overcome
molecular attractive
forces in a liquid.
 As for a solid, this energy is
supplied externally, normally as heat,
and does not increase the
temperature.
 Latent heat of
vaporization is the
amount of heat
required to convert a
unit mass of liquid into
vapor without a
change in
temperature.
 As a fluid changes from liquid to
vapor at its boiling point, its
temperature will not rise above its
boiling point.
Evaporation
Evaporation - Ordinary evaporation is a surface phenomenon - some molecules
have enough kinetic energy to escape. If the container is closed, an equilibrium is
reached where an equal number of molecules return to the surface. The
pressure of this equilibrium is called the equilibrium vapor pressure.
Air inside the container
for which evaporation has
reached equilibrium with
the surface is saturated.
Equilibrium vapor pressure - the equilibrium pressure of a vapor above its liquid
(or solid); that is, the pressure of the vapor resulting from evaporation of a liquid
(or solid) above a sample of the liquid (or solid) in a closed container.
gas-liquid
gas-solid
http://www.vivoscuola.it/us/rsigpp3202/umidita/copie/vappre.htm#c3
The number of molecules leaving
the solid or liquid surface is
equivalent to the number of
molecules condensing back onto
the surface once equilibrium is
reached. The number of molecules
coming and going is temperature
dependent for all substances.
Vapor Pressure
Equal pressure (force per unit
area) exerted initially. P1=P2=1
atm (~ 1000 mb, 760 mm Hg)
Greater pressure (force per
unit area) exerted by gas in
container at later time. P1>P2
P1 P2
P2
P1
100°C
t=0
100°C
Equilibrium Vapor Pressure
t=later
At equilibrium P1-P2 = 1013 mb (760 mm Hg) the equilibrium vapor pressure for water at
100°C. - The pressure inside the closed container
is 2x the atmospheric pressure at this point!
Adopted from http://wine1.sb.fsu.edu/chm1045/notes/Forces/Vapor/Forces05.htm
 H vap  1 
ln(P) 
 c
2.303R  T 
y
m
xc
Clasius-Clapeyron Equation
Log(Pwater)
Slope = - ∆Hvap
2.303R
** How can you
calculate P ?
** T is easy to
measure
1/T
การทดลอง
• ใส่ น้ ำกลัน่ ประมำณ 200 ml ในบีก
เทอร์ มอมิเตอร์
เกอร์ขนำด 250 ml
อากาศ
• พยำยำมให้มีอำกำศในหลอด
ประมำณ 1.5 ml
• ต้มน้ ำให้ที่อุณหภูมิ 50
(ใช้แท่งแก้วคนให้อุณหภูมิสม่ำเสมอ)
• วันปริ มำตรอำกำศในหลอด
• จำกนั้นเพิ่มอุณหภูมิทีละ 5 องศำ
อย่ าทาการคนแรงเพื่อป้องกันไม่ ให้
๐
จนกระทัง่ 80 C และวัดปริ มำตรใน อากาศเข้ าไปในหลอด
หลอด บันทึกผล ( 7 exps.)
• ค่อย ๆ ใส่น ้าแข็ง ลงไปเพื่อให้ อณ
ุ หภูมิต่ากว่า 5 ๐C
เทอร์ มอมิเตอร์
•คานวณโมลของอากาศ
nair 
PatmV
RT
น ้าแข็ง
อากาศ
• คานวณความดันย่อย
Pair  nair
• คานวณความดันของไอน ้า
RT
Vcorr
Pwater  Patm  Pair
* ค่ อย ๆ ใส่ นา้ แข็งเพื่อป้องกันฟองก๊ าซ และถ้ านา้ ล้ นให้ เอาดร๊ อปเปอร์ ดูด
ออก (เช่ นกัน ทาอย่ างระวังเพื่อป้องกันฟองก๊ าซ เข้ าไปในหลอดทดลอง)