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11.9: クラウジウス-クライペイロン方程式
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Chemistry

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Clausius-Clapeyron Equation
 

11.9: クラウジウス-クライペイロン方程式

液体とその蒸気の平衡は、系の温度に依存し、温度が上昇すると液体の蒸気圧も上昇します。クラウジウス・クラペイロン方程式は、物質の蒸気圧(P)と温度(T)の定量的な関係を示したもので、単位温度の上昇に伴う蒸気圧の上昇率を予測するものです。

Eq1

ここで、 ΔHvapは液体の気化エンタルピー、Rは気体定数、Aは物質の化学的性質に依存する定数です。この式では、温度(T)はケルビン単位でなければなりません。ただし、蒸気圧と温度の関係は直線的ではないので、この式を対数に直して一次式にすることが多いです。

Eq2

どのような液体であっても、特定の温度における気化エンタルピーと蒸気圧がわかっていれば、クラウジウス-クラペイロン方程式によって、異なる温度における液体の蒸気圧を求めることができます。そのためには、この一次方程式を2点式で表します。温度T1での蒸気圧がP1で、温度T2での蒸気圧がP2の場合、対応する一次方程式は:

Eq3

定数Aは同じなので、この2つの式を並べ替えてln Aを分離し、互いに等しくなるように設定することができます。

Eq4

次のように組み合わせることができます。

Eq5

このテキストは、 Openstax 、 Chemistry 2e 、 Section 10.3 : Phase Transitions から引用しています。

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