Wyobraź sobie małą kałużę wody. Z biegiem czasu cząsteczki wody znajdujące się na powierzchni zaczną parować i będzie to trwać, aż cała ciecz zmieni się w stan pary.
Rozważmy teraz na wpół zamkniętą butelkę wody. Nawet po wielu godzinach obserwujemy, że objętość wody wewnątrz butelki nie zmienia się. Czy jest więc możliwe, że w takich układach zamkniętych jak to parowanie nie zachodzi jak w układzie otwartym?
Tak właściwie, tak, to występuje, ponieważ parowanie następuje wtedy, gdy cząsteczki powierzchniowe osiągają wystarczającą energię kinetyczną do rozbicia wiązania międzycząsteczkowe (wiązania wodorowe) i zrywają się, uchodząc z cieczy i stając się parą. Wewnątrz butelki dzieje się to z cząsteczkami wody powierzchniowej.
Jednak, nadchodzi czas, kiedy ta para osiąga nasycenie, to znaczy maksymalny punkt, w którym nie jest już możliwe utrzymanie większej liczby cząsteczek w stanie pary. W ten sposób niektóre molekuły zaczynają przechodzić proces odwrotny, czyli upłynniania, powracając do płynnej masy.
W ten sposób a równowaga dynamicznaDlatego jeśli jedna cząsteczka przechodzi w stan pary, natychmiast inna molekuła przechodzi w stan ciekły. Ponieważ zjawisko to występuje non stop i nie widzimy cząsteczek wody, wydaje nam się, że system jest w bezruchu. Ale w rzeczywistości objętość się nie zmienia, ponieważ ilość cieczy, która paruje, to ta sama ilość pary, która się skrapla.
Para w zamkniętym układzie, takim jak w tej zamkniętej butelce, wywiera nacisk na powierzchnię cieczy. A zatem, jak najwięcej pary wywiera wysiłek maksymalne ciśnienie pary.
Ta maksymalna prężność pary zmienia się w zależności od cieczy, a także wraz z temperaturą. Na przykład maksymalna prężność par wody jest znacznie niższa niż maksymalna prężność par eteru w tej samej temperaturze. Dzieje się tak, ponieważ oddziaływania międzycząsteczkowe eteru są znacznie słabsze niż między cząsteczkami wody. Dlatego łatwiej jest zerwać interakcje między cząsteczkami eteru.
To pokazuje nam, że im wyższa maksymalna prężność pary cieczy, tym bardziej jest ona lotna. Dlatego jeśli włożymy wodę i eter do dwóch osobnych szklanek, po chwili zobaczymy, że objętość eteru zmniejszyła się znacznie bardziej niż wody, ponieważ jest bardziej lotny.
Porozmawiajmy teraz o wpływie temperatury na maksymalne ciśnienie pary cieczy. W temperaturze 20°C maksymalne ciśnienie pary wodnej wynosi 17,535 mmHg; w 50°C zmienia się do 98,51 mmHg; w 100ºC wynosi 760 mmHg.
To pokazuje nam, że maksymalna prężność pary jest proporcjonalna do zmian temperatury i odwrotnie proporcjonalna do intensywności oddziaływań międzycząsteczkowych.
Innym interesującym czynnikiem jest to, że przy 100°C maksymalne ciśnienie pary wodnej jest równe ciśnieniu atmosferycznemu, czyli 760 mmHg lub 1 atm (na poziomie morza). Dlatego woda wrze w tej temperaturze, ponieważ parze udaje się pokonać ciśnienie wywierane na powierzchnię cieczy przez gazy znajdujące się w powietrzu atmosferycznym.
Inną ważną kwestią jest to, że jeśli dodamy nielotną substancję rozpuszczoną do cieczy, jej maksymalne ciśnienie pary zmniejszy się z powodu interakcji między cząsteczkami substancji rozpuszczonej a cząsteczkami wody. to jest współwłasność połączenie tonoskopia lub tonometria. Więcej na ten temat znajdziesz w powiązanych artykułach poniżej.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-maxima-vapor.htm