การวัดค่าความดันไอ และสมการของเคลาซิอุส-กลาเปรง

1. ระดับปรอทลดลง เนื่องจากความดันไอของของเหลว เวลาต่อมา ของเหลว ปรอท ปรอท การวัดค่าความดันไอ และสมการของเคลาซิอุส-กลาเปรง ปรอท

2. ตัวอย่างการคำนวณ • ที่ 20 OC ไอของของเหลว ทำให้ระดับปรอทลดลง 15.2 mmHg ความดันไอของของเหลว = 15.2 = 0.02 atm 760

3. สมการของเคลาซิอุส-กลาเปรง(Clausius Clapeyron Equation) แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดัน (P) กับอุณหภูมิ (T)

4. ถ้าเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันถ้าเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดัน กับอุณหภูมิในรูปของ log P กับ 1/T จะได้ กราฟที่มีความชันเป็นลบ โดยความชันของกราฟ เท่ากับ

5. 1 T ความชันเท่ากับ log P ทำไม จึงได้กราฟที่มีความชันเป็นลบ ?

6. ถ้าของเหลวชนิดเดียวกัน มีความดันไอ P1ที่อุณหภูมิ T1 และมีความดันไอ P2ที่อุณหภูมิ T2 จะเขียนสมการแสดงความสัมพันธ์เป็น ข้อสังเกต: การแทนค่าอุณหภูมิ ต้องใช้ในหน่วยเคลวิน (K)

7. สมการของเคลาซิอุส-กลาเปรง จะใช้ได้ดี เมื่อไอของของเหลวมีพฤติกรรมแบบแก๊สสมบูรณ์แบบ ใช้ประโยชน์ในการหา DHvap ของของเหลว

8. ตัวอย่าง ที่ความดันบรรยากาศ เอทิลอัลกอฮอล์ (EtOH) เดือดที่อุณหภูมิ 78.4 OC ถ้าความดันไอของสารดังกล่าว ที่อุณหภูมิ 40 OC เท่ากับ 150 torr จงคำนวณหาความร้อน ของการระเหยกลายเป็นไอ(DHvap) ของเอทิลอัลกอฮอล์ วิธีคิด ที่ P1 = 760 Torr = 1 atm T1 = 78.4 OC = 351.4 K โจทย์กำหนด ที่ P2 = 150 Torr = 150/760 atm T2 = 40 OC= 313 K

9. โจทย์ให้หา DHvapของ EtOH จากสมการ แทนค่าจะได้ จากตาราง: DHvap ของ EtOH = 38.58 kJ mol-1

10. ความตึงผิวและความหนืดความตึงผิวและความหนืด การที่อนุภาคในของเหลวอยู่ชิดกัน มีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดสมบัติที่เรียกว่า แรงดึงผิว หรือ ความตึงผิว (surface tension) และความหนืด (viscosity) ของเหลวใดที่มีแรงดึงผิวหรือความหนืดมาก แสดงว่า มีแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคมาก ของเหลวเหล่านี้ จะมีความดันไอต่ำ แต่มีจุดเดือดสูง และการเคลื่อนที่ของอนุภาคช้า

11. ความตึงผิว / แรงดึงผิว (Surface Tension) โมเลกุลใต้พื้นผิวของของเหลว จะมีแรงกระทำระหว่างกัน ในทุกทิศทาง ขณะที่โมเลกุลที่พื้นผิว จะมีแรงกระทำจากด้านล่างเท่านั้น ซึ่งจะทำให้มีแรงดึงผิวเข้าสู่ศูนย์กลาง

12. ความตึงผิวของน้ำ เป็นตัวพยุงให้แมลงน้ำอยู่บนผิวน้ำได้

13. ปรอท: หยดเล็ก ๆ จะมีรูปร่างเป็นทรงกลม ขณะที่หยดที่ใหญ่กว่าจะเป็นทรงกลมแบน เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก

14. Cohesive Forces แรงที่ของเหลวดึงดูดโมเลกุลตัวมันเองเข้าไว้ด้วยกัน Adhesive Forces แรงกระทำระหว่างของเหลวกับพื้นผิวของสารอื่น ๆ

15. Capillary Action ปรอท (mercury) น้ำ(water) Adhesive forces ต่ำกว่า Cohesive forces Adhesive forces สูงกว่า Cohesive forces

16. พอลิเมอร์ซิลิโคน (silicone polymer) ที่เคลือบบนแก้ว/กระจก จะลด adhesive forces ระหว่างโมเลกุลของน้ำกับพื้นผิว ทำให้น้ำไม่เกาะติดบนพื้นผิวของแก้ว/กระจก

17. ความหนืด (Viscosity) ความหนืด คือ ความต้านทานการไหลของของเหลว ที่อุณหภูมิห้อง น้ำผึ้งมีความหนืดสูงมาก ? น้ำมันเบนซินมีความหนืดต่ำมาก ๆ ?

18. Calibration Marks Ostwald Viscometer

19. Glycerine: Viscosity = 945 Centipoise ที่ 25 oC หน่วยของความหนืด คือ Poise หรือ N s m-2 ความหนืดของน้ำ ที่ 25 oC คือ 0.89Centipoise H2Oหรือ0.89 x 10-2Poise ที่ 20 oCคือ 1.01 x 10-3 Poise

20. Pentane: Viscosity = 0.215 Centipoise ที่ 25 oC Dodecane: Viscosity = 1.38 Centipoise ที่ 25 oC

21. ความหนืดสัมพัทธ์ (relative viscosity) ของสารบางชนิด ที่ 20 oC เทียบกับน้ำ

22. ความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดกับอุณหภูมิความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดกับอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้น เป็นผลให้พลังงานจลน์เพิ่มขึ้น และมีผลต่อพฤติกรรมของของเหลว มากกว่าแรงกระทำระหว่างโมเลกุล ทำให้ของเหลวดึงดูดกันไว้ได้น้อยลง ความหนืดจึงลดลง

23. Strong atteactive forces Higher Viscosity Lower Viscosity Increasing Temperature

24. ผลของแรงกระทำระหว่างโมเลกุล ที่มีต่อสมบัติทางกายภาพของของเหลว

25. ตัวอย่าง จงเรียงลำดับจุดเดือดของสารต่อไปนี้H2S, H2O, CH4, H2, KBr • วิธีทำ • จากโจทย์ KBr เป็นของแข็งที่มีพันธะไอออนิก จะมีจุดเดือดสูงที่สุด • น้ำ (H2O) มีพันธะไฮโดรเจนด้วย จึงมีจุดเดือดค่อนข้างสูง • H2S เป็นสารที่มีแรงกระทำแบบโพลาร์โควาเลนต์อยู่ด้วย จึงมีจุดเดือดสูงรองลงมา • ทั้ง CH4และ H2เป็นแก๊สแบบ non polar โดยที่ CH4มีโมเลกุลใหญ่กว่า จะทำให้เกิดขั้วได้ง่ายกว่า H2จึงมีจุดเดือดสูงกว่า • โดยสรุป จุดเดือดของสารเรียงจากต่ำไปหาสูงได้ดังนี้ H2< CH4 < H2S< H2O< KBr