증기압력

액체가 밀폐된 용기에서 기화하면 가스 분자는 탈출할 수 없습니다. 이러한 가스 상 분자에 대해 무작위로 이동 으로, 그들은 때때로 응축 된 단계의 표면과 충돌 하 고 어떤 경우에, 이러한 충돌 은 분자 응축 된 단계에 다시 입력 귀 착될 것 이다. 가스 상에서 액체로의 변경은 응축이라고 합니다. 응축 속도가 기화 속도와 동일하게 되면 용기내의 액체 양이나 증기의 양이 변하지 않습니다. 용기의 증기는 액체와 평형에 있다고합니다. 분자가 응축된 단계와 기체 단계 사이에서 지속적으로 교환되기 때문에 이것은 정적 상황이 아니라는 것을 명심하십시오. 이러한 동적 평형의 예이며, 상호 프로세스(예: 기화 및 응축)가 동일한 속도로 발생하는 시스템의 상태입니다.

주어진 온도에서 닫힌 용기에 액체가 있는 평형에서 증기에 의해 가해지는 압력은 액체의 증기 압력(또는 평형 증기 압력)이라고 합니다. 증기와 접촉하는 액체 표면의 면적과 혈관의 크기는 증기 압력에 영향을 미치지 않지만 평형에 도달하는 데 필요한 시간에 영향을 미치지 않습니다. 액체에 있는 분자의 화학적 정체성은 가능한 분자 간 매력의 모형 (및 강점)을 결정합니다; 따라서, 다른 물질은 다른 평형 증기 압력을 전시할 것입니다. 상대적으로 강한 분자 간 매력적인 힘은 기화를 방해할 뿐만 아니라 액체 표면과 충돌할 때 가스 상 분자의 “탈환”을 선호하는 역할을 하여 상대적으로 낮은 증기 압력을 초래합니다. 약한 분자 간 매력은 기화에 대한 장벽이 적고 가스 회수 가능성이 감소하여 상대적으로 높은 증기 압력을 산출합니다.

에탄올(CH₃CH_2OH),에틸렌 글리콜(C2H_6O2),디틸 에테르(C_4H10O),물(H2 O)의 4가지 화합물을 고려한다.

Diethyl 에테르는 매우 작은 이폴을 가지고 있으며, 분자 간 명소의 대부분은 런던 분산 힘입니다. 이 분자는 고려 중인 4개 중 가장 큰 분자이지만, IMF는 가장 약하며, 그 결과 분자가 가장 쉽게 액체에서 빠져나올 수 있습니다. 또한 가장 높은 증기 압력을 가지고 있습니다. 크기가 작기 때문에 에탄올은 디틸 에테르보다 분산력이 약합니다. 그러나, 에탄올은 수소 결합이 가능하고, 따라서, 더 강한 전체 IMFs를 전시, 이는 적은 분자가 주어진 온도에서 액체에서 탈출하는 것을 의미하고, 그래서 에탄올은 diethyl 에테르보다 낮은 증기 압력을 갖는다. 물은 이전 물질보다 훨씬 작고 분산력이 약하지만 광범위한 수소 결합은 더 강력한 분자 간 어트랙션, 액체를 빠져나가는 분자 감소, 다이틸 에테르 또는 에탄올보다 낮은 증기 압력을 제공합니다. 에틸렌 글리콜은 두 개의 -OH 그룹이 있기 때문에 물과 마찬가지로 광범위한 수소 결합을 나타낸다. 그것은 물보다 훨씬 크므로 더 큰 런던 군대를 경험합니다. 그것의 전반적인 ImFs는 이 4개의 물질의 가장 큰, 그 기화 속도 는 가장 느리고, 결과적으로, 그것의 증기 압력이 가장 낮을 것이라는 것을 의미합니다.

온도가 증가함에 따라, 액체의 증기 압력은 또한 그것의 분자의 증가한 평균 KE 때문에 증가합니다. 주어진 온도에서 물질의 분자는 IMF를 극복하고 액체를 탈출하기에 충분한 에너지를 가진 분자의 특정 분수와 함께 다양한 운동 에너지를 경험한다는 것을 기억하십시오(기화). 더 높은 온도에서 분자의 더 큰 분수는 액체에서 탈출하기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 시간 단위 당 더 많은 분자의 탈출과 탈출 분자의 더 큰 평균 속도 둘 다 높은 증기 압력에 기여.

증기 압력이 외부 대기압과 동등하게 충분히 증가하면 액체가 끓는 점에 도달합니다. 액체의 비등점은 평형 증기 압력이 기체 환경에 의해 액체에 가해지는 압력과 동일한 온도입니다. 열린 용기의 액체의 경우, 이 압력은 지구 대기로 인한 것입니다. 액체의 정상적인 비등점은 주변 압력이 1 atm (101.3 kPa)과 같을 때 비등점으로 정의됩니다. 1 atm 보다 큰 압력에서 액체의 비등점은 정상 비등점보다 높습니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 10.3: 단계 전환에서 적용됩니다.