الضغط البخاري




الضغط البخاري

Vapour Pressure

عند وضع سائل في وعاء مكشوف فإنه يتبخر باستمرار.

ولكن عند وضع سائل في وعاء مغلق يحدث ما يلي:

  • تبدأ جزيئات السائل بالتبخر بمعدل ثابت.
  • نتيجة تصادم جزيئات البخار بجدار الوعاء تبدأ عملية تكاثف البخار تدريجياً، إلى أن يصبح معدل سرعة التكاثف = معدل سرعة التبخر، ويصل السائل إلى حالة الاتزان.
  • يسمى ضغط البخار على سطح السائل عند الوصول إلى حالة الاتزان بالضغط البخاري للسائل.

الضغط البخاري: الضغط الناتج من جزيئات بخار السائل عند الاتزان بين عمليتي التبخر والتكاثف وعند درجة حرارة ثابتة.

 

ويمكن ملاحظة ذلك من الرسم البياني التالي:

لاحظ من الشكل أن سرعة التبخر تبقى ثابته مع مرور الزمن، بينما تزداد سرعة التكاثف مع مرور الزمن إلى أن نصل إلى الزمن (ن) الذي يتساوى فيه معدل سرعة التبخر ومعدل سرعة التكاثف، وعند هذا الزمن يقاس الضغط البخاري.

 

العوامل المؤثرة في الضغط البخاري

  1. درجة الحرارة: بزيادة درجة الحرارة تزداد عدد الجزيئات التي تمتلك الطاقة الضرورية للتبخر فتزداد سرعة التبخر وسرعة التكاثف مما يؤدي إلى زيادة الضغط البخاري.
  2. قوى التجاذب بين جزيئات السائل: بزيادة قوى التجاذب بين جزيئات السائل، يقل عدد الجزيئات المتبخرة وتقل سرعة التبخر وسرعة التكاثف، مما يؤدي إلى نقصان الضغط البخاري.

ولدراسة أثر درجة الحرارة وقوى التجاذب في الضغط البخاري انظر إلى المنحنى الآتي والذي يمثل قيم الضغط البخاري لكل من الماء H2O والكلوروفورم CHCl3 وثنائي إيثيل إيثر (C2H5)2O عند درجات حرارية مختلفة:

  • لمعرفة قيمة الضغط البخاري للسوائل الثلاث عند 30هس مثلا ً نرسم خطا ً مستقيما ً يمتد عموديا ً من درجة 30 بحيث يتقاطع مع المنحنيات الثلاثة ثم نقرأ قيم الضغط البخاري المقابلة.
  • لاحظ أن الماء (ترابط هيدروجيني) يمتلك أقل قيمة للضغط البخاري مقارنة مع السائلين الآخرين (العلاقة عكسية بين قوى التجاذب والضغط البخاري).
  • لو اخترنا درجة حرارية أخرى نلاحظ أن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة الضغط البخاري للسائل (العلاقة طردية بين درجة الحرارة والضغط البخاري للسائل).

 

سؤال (1):

فسر سبب كون الضغط البخاري للمركب HF أقل من الضغط البخاري للمركب SiCl4

 

الإجابة:

الجزيء HF قطبي، وتترابط جزيئاته بروابط هيدروجينية، وجزيء SiCl4 غير قطبي، وتترابط جزيئاته بقوى لندن، وبما أن قوى التجاذب بين جزيئات HF (روابط هيدروجينية) أقوى من قوى لندن الموجودة بين جزيئات SiCl4 ، لذا فإن الضغط البخاري يقل (العلاقة عكسية بين قوى التجاذب والضغط البخاري).

 

سؤال (2):

أي المادتين: CH3OCH3 أم CH3CH2OH لها ضغط بخار سائل أقل عند الظروف نفسها؟ فسر ذلك.

 

الإجابة:

CH3CH2OH

كلاهما قطبيان، إلا أن جزيئات CH3CH2OH تترابط فيما بينها بترابط هيدروجيني أقوى من قوى ثنائية القطب الموجودة بين جزيئات CH3OCH3 ، وبزيادة قوى التجاذب يقل الضغط البخاري (العلاقة عكسية بين قوى التجاذب والضغط البخاري).

 

سؤال (3):

رتب الجزيئات الآتية حسب زيادة ضغط بخار السائل لها عند درجة الحرارة نفسها:

الإيثانول CH3CH2OH ، الإيثان CH3CH3 ، فلوروإيثان CH3CH2F ، الميثانول CH3OH  .

 

الإجابة:

إيثان > فلوروايثان > ميثانول > إيثانول

 

سؤال (3):

أي جزيء من الجزيئات الآتية له أعلى ضغط بخار سائل عند درجة الحرارة نفسها:

CH3CH2OH  ، CH3CH2CH3 ، CH3CH2Cl ، HOCH2CH2OH .

 

الإجابة:

CH3CH2CH3

 

سؤال (4):

رتب المركبات الآتية ( HI , HBr , HCl , HF ) تنازلياً حسب تناقص ضغطها البخاري وهي في الحالة السائلة.

( العدد الذري لـ H = 1 ، F = 9  ، Cl = 17 ، Br = 35 ، I = 53 )

 

الإجابة:

HCl > HBr > HI > HF


التاريخ : 13 / 12 / 2018

التعليقات

عذرا يجب عليك تسجيل الدخول الى الموقع لكي تتمكن من اضافة تعليق