Wie berechnet man den Dampfdruck von Ethanol?

Antworten:

Sie verwenden die Clausius-Clapeyron-Gleichung.

Erläuterung:

Versuche zeigen, dass der Dampfdruck $P$ , Enthalpie der Verdampfung, $ΔH_"vap"$ und Temperatur $T$ sind durch die Gleichung verwandt

$lnP = "constant" – (ΔH_"vap")/"RT"$

woher $R$ ist die ideale Gaskonstante. Diese Gleichung ist die Clausius-Clapeyron-Gleichung.

If $P_1$ und $P_2$ sind die Dampfdrücke bei zwei Temperaturen $T_1$ und $T_2$ hat die Gleichung die Form:

$ln(P_2/(P_1)) = (ΔH_"vap")/R(1/T_1 – 1/T_2)$

Mit der Clausius-Clapeyron-Gleichung können wir den Dampfdruck bei einer anderen Temperatur abschätzen, wenn wir die Verdampfungsenthalpie und den Dampfdruck bei einer bestimmten Temperatur kennen.

Beispiel

Ethanol hat eine Verdampfungswärme von 38.56 kJ / mol und einen normalen Siedepunkt von 78.4 ° C. Wie hoch ist der Dampfdruck von Ethanol bei 50.0 ° C?

Lösung

$T_1 = "(50.0+ 273.15) K = 323.15 K"$ ; $P_1 = "?"$
$T_2 = "(78.4 + 273.15) K = 351.55 K"$ ; $P_2 = "760 Torr"$

$ln(P_2/P_1) = (ΔH_"vap")/R (1/T_1 – 1/T_2)$

$ln(("760 Torr")/P_1) = ((38 560 color(red)(cancel(color(black)("J·mol"^(-1)))))/(8.314 color(red)(cancel(color(black)("J·K"^(-1)"mol"^-1))))) (1/(323.15color(red)(cancel(color(black)("K")))) – 1/(351.55 color(red)(cancel(color(black)("K")))))$

$ln(("760 Torr")/P_1) = 4638 × 2.500 × 10^(-4) = 1.159$

$("760 Torr")/P_1 = e^1.159 = 3.188$

$P_1$ = $("760 Torr")/3.188 = "238.3 Torr"$