แรงดันไอน้ำสูงสุด

ลองนึกภาพแอ่งน้ำขนาดเล็ก เมื่อเวลาผ่านไป โมเลกุลของน้ำที่อยู่บนผิวน้ำจะเริ่มระเหยและจะดำเนินต่อไปจนกว่าของเหลวทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นสถานะไอ

ตอนนี้ให้พิจารณาขวดน้ำที่ปิดสนิท แม้จะผ่านไปหลายชั่วโมง เราก็สังเกตเห็นว่าปริมาณน้ำในขวดไม่เปลี่ยนแปลง เป็นไปได้ไหมว่าในระบบปิดเช่นนี้การระเหยจะไม่เกิดขึ้นเหมือนในระบบเปิด?

อันที่จริง ใช่มันเกิดขึ้นเนื่องจากการระเหยคือเมื่อในที่สุดโมเลกุลบนพื้นผิวจะมีพลังงานจลน์มากพอที่จะแตกออก พันธะระหว่างโมเลกุล (พันธะไฮโดรเจน) และแตกตัวออกจากของเหลวและกลายเป็นไอ ภายในขวดสิ่งนี้เกิดขึ้นกับโมเลกุลของน้ำผิวดิน

อย่างไรก็ตาม ถึงเวลาที่ไอนี้ถึงความอิ่มตัว นั่นคือ จุดสูงสุดที่ไม่สามารถเก็บโมเลกุลไว้ในสถานะไอได้อีกต่อไป ดังนั้น โมเลกุลบางตัวจึงเริ่มผ่านกระบวนการย้อนกลับ ซึ่งก็คือการทำให้เป็นของเหลว และกลับคืนสู่มวลของเหลว

ด้วยวิธีนี้ a สมดุลไดนามิกดังนั้น หากโมเลกุลหนึ่งเข้าสู่สถานะไอ โมเลกุลอื่นจะเข้าสู่สถานะของเหลวทันที เนื่องจากปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นอย่างไม่หยุดยั้งและเนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็นโมเลกุลของน้ำ ดูเหมือนว่าระบบจะหยุดนิ่ง แต่แท้จริงแล้วปริมาตรไม่เปลี่ยนแปลงเพราะปริมาณของของเหลวที่ระเหยเป็นปริมาณของไอที่ควบแน่นเท่ากัน

ไอระเหยภายในระบบปิด เช่น ในขวดที่ปิดฝานี้จะออกแรงกดบนผิวของของเหลว ดังนั้น อบไอน้ำให้มากที่สุด แรงดันไอน้ำสูงสุด.

ความดันไอสูงสุดนี้แตกต่างกันไปในแต่ละของเหลวและอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น ความดันไอสูงสุดของน้ำ ต่ำกว่าความดันไอสูงสุดของอีเธอร์ที่อุณหภูมิเดียวกันมาก เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของอีเธอร์นั้นอ่อนแอกว่าปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของน้ำมาก ดังนั้นจึงเป็นการง่ายกว่าที่จะทำลายปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลอีเธอร์

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

นี่แสดงให้เราเห็นว่า ยิ่งความดันไอสูงสุดของของเหลวยิ่งสูง ก็ยิ่งมีความผันผวนมากเท่านั้น นี่คือเหตุผลที่ถ้าเราใส่น้ำและอีเธอร์ในแก้วสองใบแยกกัน หลังจากนั้นไม่นานเราจะเห็นว่าปริมาตรของอีเธอร์ลดลงมากกว่าน้ำมาก เนื่องจากมีความผันผวนมากกว่า

ทีนี้มาพูดถึงอิทธิพลของอุณหภูมิต่อความดันไอสูงสุดของของเหลวกัน ที่อุณหภูมิ 20°C แรงดันไอน้ำสูงสุดจะเท่ากับ 17.535 mmHg ที่อุณหภูมิ 50°C จะเปลี่ยนเป็น 98.51 mmHg; ที่อุณหภูมิ 100ºC เท่ากับ 760 mmHg

นี่แสดงให้เราเห็นว่า ความดันไอสูงสุดเป็นสัดส่วนกับการแปรผันของอุณหภูมิและแปรผกผันกับความเข้มของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล

ปัจจัยที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือ ที่ 100°C ความดันไอน้ำสูงสุดจะเท่ากับความดันบรรยากาศ นั่นคือ 760 mmHg หรือ 1 atm (ที่ระดับน้ำทะเล) นั่นเป็นสาเหตุที่น้ำเดือดที่อุณหภูมินี้ เนื่องจากไอน้ำสามารถเอาชนะแรงดันที่กระทำต่อพื้นผิวของของเหลวโดยก๊าซในอากาศในบรรยากาศได้

จุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ถ้าเราเพิ่มตัวถูกละลายที่ไม่ระเหยในของเหลว ความดันไอสูงสุดของมันจะลดลงอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคตัวถูกละลายกับโมเลกุลของน้ำ มันคือ กรรมสิทธิ์ร่วมกัน โทร tonoscopy หรือโทโนเมทรี ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความที่เกี่ยวข้องด้านล่าง

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "ความดันไอสูงสุด"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-maxima-vapor.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.