Τάση ατμών

Αν σε κλειστό δοχείο εισάγουμε μια ποσότητα υγρού, τότε μετά από κάποιο χρόνο, και εφόσον η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή, αποκαθίσταται ισορροπία μεταξύ της αέριας και της υγρής φάσης. Στην ισορροπία αυτή όσα μόρια εξατμίζονται άλλα τόσα υγροποιούνται, δηλαδή η ταχύτητα εξάτμισης ισούται με την ταχύτητα υγροποίησης. Μ΄ αυτό τον τρόπο ο αριθμός των μορίων του αερίου διατηρείται σταθερός και η πίεση που ασκεί το αέριο παίρνει μια συγκεκριμένη τιμή, την τάση ατμών. - Τάση ατμών ενός υγρού σε μια ορισμένη θερμοκρασία, ονομάζεται η πίεση που ασκούν οι ατμοί του υγρού όταν το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία με τους ατμούς του. [pic]

Τάση ατμών διαφόρων ουσιών στους 25 oC Ουσία - Τάση ατμών /Torr Βενζόλιο - 94,6 Αιθανόλη - 58,9 Υδράργυρος - 0,0017 Μεθανόλη - 122,7 Νερό - 23,8

Βρασμό έχουμε όταν η τάση ατμών σε μια φυσαλίδα εξισωθεί με την ατμοσφαιρική πίεση.

ΣΧΗΜΑ 1.10 Το πρώτο δοχείο απεικονίζει το υγρό στην αρχική κατάσταση και το δεύτερο στην κατάσταση ισορροπίας. Η τάση ατμών ενός υγρού αναφέρεται στην κατάσταση ισορροπίας υγρού - ατμού σε μια ορισμένη θερμοκρασία.

Η τάση ατμών ενός υγρού εξαρτάται από: α. τη θερμοκρασία. Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία τόσο αυξάνεται η μέση ταχύτητα των μορίων του υγρού, συνεπώς αυξάνεται η τάση των ατμών. Όταν η τάση ατμών γίνει ίση με την ατμοσφαιρική πίεση (760 mmHg), τότε το υγρό βράζει. β. τη φύση του σώματος. Ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις δεν ευνοούν την εξάτμιση και τα αντίστοιχα υγρά χαρακτηρίζονται μη πτητικά π.χ. Hg. Αντίθετα, ασθενείς διαμοριακές ευνοούν την εξάτμιση και τα αντίστοιχα υγρά χαρακτηρίζονται πτητικά π.χ. αιθέρας.

Παράδειγμα 1.3 Σε κλειστό δοχείο επικρατεί δυναμική ισορροπία μεταξύ υγρού νερού και υδρατμών. Τι θα συμβεί αν στην παραπάνω ισορροπία: α. αυξήσουμε τον όγκο του δοχείου σε σταθερή θερμοκρασία; β. αυξήσουμε τη θερμοκρασία κρατώντας σταθερό τον όγκο του δοχείου; ΑΠΑΝΤΗΣΗ Όπως εξηγήσαμε το φαινόμενο της εξάτμισης «σταματάει», όταν η πίεση των υδρατμών πάνω από το υγρό νερό γίνει ίση με τη τάση ατμών του νερού (PH2O). α. Αν λοιπόν αυξήσουμε τον όγκο του δοχείου η πίεση προσωρινά θα ελαττωθεί, οπότε θα εξατμισθεί ποσότητα νερού για να ξαναγίνει η πίεση ίση με PH2O. β. Η PH20 εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία. Με αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει η τιμή της PH20, οπότε θα εξατμισθεί ποσότητα νερού για να αποκτήσουν οι υδρατμοί την νέα τιμή της PH2O.

Εφαρμογή Σε κλειστό δοχείο επικρατεί δυναμική ισορροπία μεταξύ υγρής αιθυλικής αλκοόλης και ατμών της αιθυλικής αλκοόλης. Οι ατμοί της αλκοόλης είναι 0,01 mol στις συγκεκριμένες συνθήκες. Αυξάνουμε τη θερμοκρασία, ενώ ο όγκος του δοχείου παραμένει σταθερός. Η ποσότητα της αλκοόλης θα είναι α. 0,008 mol; β. 0,001 mol; ή γ. 0,016 mol;