Áp suất từng phần của axeton ở các nhiệt độ khác nhau. Hệ số phụ thuộc áp suất của hơi bão hòa của các thành phần vào nhiệt độ

Axeton là gì? Công thức của xeton này được coi là trong khóa học hóa học của trường. Nhưng không phải ai cũng biết mùi của hợp chất này nguy hiểm như thế nào và chất hữu cơ này có những đặc tính gì.

Đặc điểm của axeton

Axeton kỹ thuật là dung môi phổ biến nhất được sử dụng trong xây dựng hiện đại. Vì hợp chất này có mức độ độc hại thấp nên nó cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm.

Axeton kỹ thuật được sử dụng làm nguyên liệu hóa học trong sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ.

Các bác sĩ coi nó như một chất gây mê. Khi hít phải hơi axeton đậm đặc có thể gây ngộ độc nghiêm trọng và tổn thương hệ thần kinh trung ương. Hợp chất này đe dọa nghiêm trọng đến thế hệ trẻ. Những người sử dụng ma túy sử dụng hơi axeton để tạo ra trạng thái hưng phấn có nguy cơ rất cao. Các bác sĩ lo sợ không chỉ cho sức khỏe thể chất của trẻ em, mà còn cho trạng thái tinh thần của chúng.

Liều 60 ml được coi là gây chết người. Khi một lượng xeton đáng kể đi vào cơ thể, tình trạng mất ý thức xảy ra, và sau 8-12 giờ - tử vong.

Tính chất vật lý

Ở điều kiện bình thường, hợp chất này ở trạng thái lỏng, không có màu, có mùi đặc trưng. Axeton, có công thức là CH3CHNOCH3, có đặc tính hút ẩm. Hợp chất này có thể trộn với số lượng không hạn chế với nước, rượu etylic, metanol, cloroform. Nó có nhiệt độ nóng chảy thấp.

Tính năng sử dụng

Hiện nay, phạm vi của axeton khá rộng. Nó được coi là một trong những sản phẩm phổ biến nhất được sử dụng trong việc tạo ra và sản xuất sơn và vecni, trong các công trình hoàn thiện, trong ngành công nghiệp hóa chất và xây dựng. Càng ngày, axeton càng được sử dụng để tẩy dầu lông cừu và lông cừu, để loại bỏ sáp khỏi dầu bôi trơn. Đó là chất hữu cơ mà các thợ sơn và thợ thạch cao sử dụng trong các hoạt động nghề nghiệp của họ.

Làm thế nào để tiết kiệm axeton, có công thức là CH3COCH3? Để bảo vệ chất dễ bay hơi này khỏi tác động tiêu cực của tia cực tím, người ta cho chất này vào chai nhựa, thủy tinh, kim loại tránh xa tia UV.

Căn phòng được cho là cần đặt một lượng axeton đáng kể phải được thông gió có hệ thống và lắp đặt hệ thống thông gió chất lượng cao.

Đặc điểm của tính chất hóa học

Hợp chất này có tên từ từ "acetum" trong tiếng Latinh, có nghĩa là "giấm" trong bản dịch. Thực tế là công thức hóa học của axeton C3H6O xuất hiện muộn hơn nhiều so với chính chất được tổng hợp. Nó được thu nhận từ axetat và sau đó được sử dụng để sản xuất axit axetic tổng hợp băng.

Andreas Libavius ​​được coi là người phát hiện ra hợp chất. Vào cuối thế kỷ 16, bằng cách chưng cất khô chì axetat, ông đã thu được một chất có thành phần hóa học chỉ được giải mã vào những năm 30 của thế kỷ 19.

Axeton, có công thức là CH3COCH3, được thu được từ gỗ luyện cốc cho đến đầu thế kỷ 20. Sau sự gia tăng nhu cầu trong Chiến tranh thế giới thứ nhất đối với hợp chất hữu cơ này, các phương pháp tổng hợp mới bắt đầu xuất hiện.

Acetone (GOST 2768-84) là một chất lỏng kỹ thuật. Về hoạt động hóa học, hợp chất này là một trong những hợp chất có phản ứng mạnh nhất trong nhóm xeton. Dưới ảnh hưởng của kiềm, sự ngưng tụ adol được quan sát thấy, do đó rượu diacetone được hình thành.

Trong quá trình nhiệt phân, xeten thu được từ nó. Trong phản ứng với hydro xyanua, axeton cyanidanhydrin được tạo thành. Propanone được đặc trưng bởi sự thay thế các nguyên tử hydro cho các halogen, xảy ra ở nhiệt độ cao (hoặc khi có mặt chất xúc tác).

Làm thế nào để có được

Hiện tại, phần lớn hợp chất chứa oxi thu được từ propen. Axeton kỹ thuật (GOST 2768-84) phải có các đặc tính vật lý và hoạt động nhất định.

Phương pháp cumene bao gồm ba giai đoạn và liên quan đến việc sản xuất axeton từ benzen. Đầu tiên, người ta thu được cumene bằng cách alkyl hóa nó với propen, sau đó sản phẩm thu được bị oxy hóa thành hydroperoxide và phân tách dưới tác dụng của axit sulfuric thành axeton và phenol.

Ngoài ra, hợp chất cacbonyl này thu được bằng cách xúc tác quá trình oxy hóa isopropanol ở nhiệt độ khoảng 600 độ C. Các chất xúc tiến của quá trình này là kim loại bạc, đồng, bạch kim, niken.

Trong số các công nghệ cổ điển để sản xuất axeton, quá trình oxy hóa trực tiếp của propen được quan tâm đặc biệt. Quá trình này được thực hiện ở áp suất cao và sự có mặt của clorua paladi hóa trị hai làm chất xúc tác.

Bạn cũng có thể lấy axeton bằng cách lên men tinh bột dưới ảnh hưởng của vi khuẩn Clostridium acetobutylicum. Ngoài xeton, butanol sẽ có mặt trong số các sản phẩm phản ứng. Trong số những nhược điểm của phương án này để thu được axeton, chúng tôi lưu ý rằng hiệu suất phần trăm không đáng kể.

Sự kết luận

Propanone là một đại diện điển hình của các hợp chất cacbonyl. Người tiêu dùng quen thuộc với nó như một dung môi và chất tẩy dầu mỡ. Nó không thể thiếu trong sản xuất vecni, thuốc men, thuốc nổ. Axeton là một phần của keo cho phim, là một phương tiện để làm sạch bề mặt khỏi bọt kết dính và keo kết dính, một phương tiện để rửa động cơ phun và một cách để tăng chỉ số octan của nhiên liệu, v.v.

Trong thực tế, nhiều dung dịch được sử dụng rộng rãi, bao gồm hai hoặc nhiều chất lỏng dễ hòa tan vào nhau. Đơn giản nhất là các hỗn hợp (dung dịch) bao gồm hai chất lỏng - hỗn hợp nhị phân. Các mẫu được tìm thấy cho các hỗn hợp như vậy cũng có thể được sử dụng cho các hỗn hợp phức tạp hơn. Hỗn hợp nhị phân như vậy bao gồm: benzen-toluen, rượu-ete, axeton-nước, rượu-nước, v.v. Trong trường hợp này, pha hơi chứa cả hai thành phần. Áp suất hơi bão hòa của hỗn hợp sẽ là tổng áp suất riêng phần của các thành phần. Vì sự chuyển đổi của dung môi từ hỗn hợp sang trạng thái hơi, được biểu thị bằng áp suất riêng phần của nó, càng có ý nghĩa, thì hàm lượng các phân tử của nó trong dung dịch càng lớn, Raoult nhận thấy rằng “áp suất riêng phần của hơi bão hòa của dung môi hơn một dung dịch bằng tích của áp suất hơi bão hòa trong dung môi nguyên chất ở cùng nhiệt độ thành phần mol của nó trong dung dịch ":

ở đâu là áp suất hơi bão hòa của dung môi trên hỗn hợp; là áp suất của hơi bão hòa trên dung môi nguyên chất; N là phần mol của dung môi trong hỗn hợp.

Phương trình (8.6) là một biểu thức toán học của định luật Raoult. Để mô tả hoạt động của chất tan dễ bay hơi (thành phần thứ hai của hệ nhị phân), biểu thức tương tự được sử dụng:

. (8.7)

Tổng áp suất hơi bão hòa trong dung dịch sẽ là (định luật Dalton):

Sự phụ thuộc của áp suất hơi riêng phần và toàn phần của hỗn hợp vào thành phần của nó được thể hiện trong hình. 8.3, trong đó áp suất của hơi bão hòa được vẽ trên trục tọa độ, và thành phần của dung dịch theo phần mol được vẽ trên trục abscissa. Đồng thời, dọc theo trục abscissa, hàm lượng của một chất (A) giảm từ trái sang phải từ 1,0 đến 0 phần mol, và hàm lượng của thành phần thứ hai (B) đồng thời tăng theo cùng chiều từ 0 đến 1,0 . Đối với bất kỳ chế phẩm nhất định nào, tổng áp suất hơi bão hòa bằng tổng các áp suất riêng phần. Tổng áp suất của hỗn hợp thay đổi từ áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng riêng lẻ lên đến áp suất hơi bão hòa của chất lỏng nguyên chất thứ hai .

Định luật Raoult và Dalton thường được sử dụng để đánh giá nguy cơ cháy của hỗn hợp chất lỏng.

Thành phần hỗn hợp, phân số mol

Cơm. 8.3 Sơ đồ thành phần của dung dịch - áp suất hơi bão hòa

Thông thường thành phần của pha hơi không phù hợp với thành phần của pha lỏng và pha hơi được làm giàu thành phần dễ bay hơi hơn. Sự khác biệt này cũng có thể được mô tả bằng đồ thị (đồ thị tương tự như đồ thị trong hình 8.4, chỉ áp suất được lấy trên trục y, không phải nhiệt độ).

Trong sơ đồ biểu diễn sự phụ thuộc của điểm sôi vào thành phần (sơ đồ thành phần - điểm sôi cơm. 8.4), theo thông lệ, người ta thường xây dựng hai đường cong, một trong số đó liên hệ các nhiệt độ này với thành phần của pha lỏng và đường kia với thành phần của hơi. Đường cong dưới đề cập đến các thành phần lỏng (đường cong chất lỏng) và đường cong trên cho các thành phần hơi (đường cong hơi).

Trường nằm giữa hai đường cong tương ứng với một hệ thống hai pha. Bất kỳ điểm nào trong trường này đều tương ứng với trạng thái cân bằng của hai pha - dung dịch và hơi bão hòa. Thành phần của các pha cân bằng được xác định bởi tọa độ của các điểm nằm tại giao điểm của đường đẳng nhiệt đi qua các đường cong và điểm cho trước.

Ở nhiệt độ t 1 (ở áp suất cho trước), dung dịch lỏng có thành phần x 1 sẽ sôi (điểm a 1 trên đường cong chất lỏng), một chất hơi ở trạng thái cân bằng với dung dịch này có thành phần x 2 (điểm b 1 trên đường hơi đường cong).

Những thứ kia. thành phần lỏng x 1 sẽ tương ứng với thành phần hơi x 2.

Dựa trên các biểu thức:
,
,
,
,

Mối quan hệ giữa thành phần của pha lỏng và pha hơi có thể được biểu thị bằng mối quan hệ:

. (8.9)

Cơm. 8,4. Biểu đồ thành phần-điểm sôi cho hỗn hợp nhị phân.

Áp suất hơi bão hòa thực của một chất lỏng riêng lẻ ở một nhiệt độ nhất định là một giá trị đặc trưng. Thực tế không có chất lỏng nào có cùng áp suất hơi bão hòa ở cùng nhiệt độ. Cho nên luôn luôn nhiều hơn hoặc ít hơn . Nếu một >, sau đó >, I E. thành phần của pha hơi được làm giàu thành phần A. Nghiên cứu các dung dịch, D.P. Konovalov (1881) đã thực hiện một khái quát hóa được gọi là định luật đầu tiên của Konovalov.

Trong hệ nhị phân, so với chất lỏng ở trạng thái cân bằng với nó, tương đối giàu thành phần hơn về các thành phần, việc thêm thành phần vào hệ sẽ làm tăng tổng áp suất hơi, tức là hạ nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất nhất định.

Định luật đầu tiên của Konovalov là cơ sở lý thuyết cho việc phân tách các dung dịch lỏng thành các thành phần ban đầu của chúng bằng cách chưng cất phân đoạn. Ví dụ, một hệ đặc trưng bởi điểm K bao gồm hai pha cân bằng, thành phần của chúng được xác định bởi điểm a và b: điểm a đặc trưng cho thành phần của hơi bão hòa, điểm b đặc trưng cho thành phần của dung dịch.

Theo đồ thị, có thể so sánh thành phần của pha hơi và pha lỏng đối với bất kỳ điểm nào nằm trong mặt phẳng giữa các đường cong.

Các giải pháp thực sự. Định luật Raoult không được đáp ứng cho các giải pháp thực sự. Có hai loại sai lệch so với định luật Raoult:

áp suất riêng phần của dung dịch lớn hơn áp suất hoặc độ bay hơi của dung dịch lý tưởng. Tổng áp suất hơi lớn hơn giá trị phụ gia. Những sai lệch như vậy được gọi là dương, ví dụ, đối với hỗn hợp (Hình 8.5 a, b) CH 3 COCH 3 -C 2 H 5 OH, CH 3 COCH 3 -CS 2, C 6 H 6 - CH 3 COCH 3, H 2 O- CH 3 OH, C 2 H 5 OH-CH 3 OCH 3, CCl 4 -C 6 H 6 và những chất khác;

b

Cơm. 8,5. Sự phụ thuộc của áp suất hơi tổng và riêng phần vào thành phần:

a - đối với hỗn hợp có độ lệch dương so với định luật Raoult;

b - đối với các hỗn hợp có độ lệch âm so với định luật Raoult.

áp suất riêng phần của dung dịch nhỏ hơn áp suất hơi của dung dịch lý tưởng. Tổng áp suất hơi nhỏ hơn giá trị phụ gia. Những sai lệch như vậy được gọi là âm. Ví dụ, cho hỗn hợp: H 2 O-HNO 3; H 2 O-HCl; CHCl 3 - (CH 3) 2 CO; CHCl 3 -C 6 H 6 v.v.

Sai lệch dương được quan sát thấy trong các dung dịch trong đó các phân tử không đồng nhất tương tác với lực ít hơn so với các phân tử đồng nhất.

Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự chuyển đổi của các phân tử từ dung dịch sang pha hơi. Các dung dịch có độ lệch dương được hình thành khi hấp thụ nhiệt, tức là nhiệt của sự trộn lẫn các thành phần nguyên chất sẽ có giá trị dương, tăng thể tích, giảm liên kết.

Sai lệch tiêu cực so với định luật Raoult xảy ra trong các dung dịch trong đó có sự gia tăng tương tác của các phân tử không đồng nhất, quá trình solvat hóa, sự hình thành liên kết hydro và sự hình thành các hợp chất hóa học. Điều này cản trở sự chuyển đổi của các phân tử từ dung dịch sang pha khí.

Tên thành phần	Hệ số phương trình Antoine
Butanol-1
Vinyl axetat
Metyl axetat
Morpholine
Axit formic
A-xít a-xê-tíc
pyrrolidine
rượu benzyl
Ethanthiol
Chlorobenzene
Trichloroethylene *
Cloroform
Trimethylborat *
Metyl etyl xeton
ethylene glycol
etyl axetat
2-metyl-2-propanol
Dimethylformamide

Ghi chú: 1)

* dữ liệu.

Văn học chính

Serafimov L.A., Frolkova A.K. Nguyên tắc cơ bản của sự phân bố lại trường nồng độ giữa các khu vực tách biệt làm cơ sở cho việc tạo ra các phức hợp công nghệ. -Hoặc. khái niệm cơ bản về chem. technol., 1997 – T. 31, số 2. tr.184–192.

Timofeev V.S., Serafimov L.A. Nguyên lý công nghệ tổng hợp hữu cơ cơ bản và hóa dầu - M.: Hóa học, 1992. - 432 tr.

Kogan V. B. Chưng cất đẳng hướng và chiết xuất - L.: Hóa học, 1971. - 432 tr.

Sventoslavsky V.V. Azeotropy và polyazeotropy. - M.: Hóa học, 1968. -244 tr.

Serafimov L.A., Frolkova A.K. Các định luật chung và phân loại dung dịch lỏng nhị phân theo hàm nhiệt động lực học dư thừa. Hướng dẫn bài bản. - M.: A / O Rosvuznauka, 1992. 40 tr.

Wales S. Cân bằng pha trong công nghệ hóa học. T.1. - M.: Mir, 1989. - 304 tr.

Nhiệt động lực học của cân bằng hơi lỏng. / Biên tập bởi Morachevsky A.G. - L.: Hóa học, 1989. - 344 tr.

Ogorodnikov S.K., Lesteva T.M., Kogan V.B. Hỗn hợp azeotropic. Sổ tay. - L .: Hóa học, 1971. - 848 tr.

Kogan V.B., Fridman V.M., Kafarov V.V. Trạng thái cân bằng giữa chất lỏng và hơi. Sách hướng dẫn tham khảo, gồm 2 tập - M.-L.: Nauka, 1966.

Lyudmirskaya G.S., Barsukova T.V., Bogomolny A.M. Cân bằng lỏng-hơi. Danh mục. -L: Hóa học, 1987.-336 tr.

Reid R., Prausnitz J., Sherwood T. Tính chất của chất khí và chất lỏng. - L .: Hóa học, 1982. -592 tr.

Belousov V.P., Morachevsky A.G. Nhiệt pha trộn các chất lỏng. Sổ tay.  L .: Hóa học, 1970  256 tr.

Belousov V.P., Morachevsky A.G., Panov M.Yu. Tính chất nhiệt của dung dịch không điện phân. Danh mục. - L.: Hóa học, 1981. - 264 tr.

Sự bay hơi là sự chuyển thể chất lỏng sang thể hơi từ bề mặt tự do ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của chất lỏng. Sự bay hơi xảy ra do chuyển động nhiệt của các phân tử chất lỏng. Tốc độ chuyển động của các phân tử rất khác nhau, lệch pha mạnh theo cả hai chiều so với giá trị trung bình của nó. Một số phân tử có động năng đủ lớn thoát ra khỏi lớp bề mặt của chất lỏng vào môi trường khí (không khí). Năng lượng dư thừa của các phân tử bị chất lỏng mất đi sẽ được sử dụng vào việc khắc phục các lực tương tác giữa các phân tử và sự giãn nở (tăng thể tích) trong quá trình chuyển thể lỏng thành hơi.

Sự bay hơi là một quá trình thu nhiệt. Nếu nhiệt không được cung cấp cho chất lỏng từ bên ngoài, thì do bay hơi, nó sẽ nguội đi. Tốc độ bay hơi được xác định bằng lượng hơi sinh ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị bề mặt chất lỏng. Điều này phải được tính đến trong các ngành liên quan đến sử dụng, sản xuất hoặc chế biến chất lỏng dễ cháy. Tăng tốc độ bay hơi cùng với nhiệt độ tăng dẫn đến sự hình thành nồng độ hơi thuốc nổ nhanh hơn. Tốc độ bay hơi tối đa quan sát được trong quá trình bay hơi vào chân không và thành thể tích không giới hạn. Điều này có thể được giải thích như sau. Tốc độ quan sát được của quá trình bay hơi là tổng tốc độ của quá trình chuyển phân tử từ pha lỏng. V 1 và tỷ lệ ngưng tụ V 2 . Tổng quá trình bằng hiệu giữa hai tốc độ này:. Ở nhiệt độ không đổi V 1 không thay đổi, nhưng V 2 tỷ lệ với nồng độ hơi. Khi bay hơi vào chân không trong giới hạn V 2 = 0 , I E. tổng tốc độ của quá trình là tối đa.

Nồng độ hơi càng cao thì tốc độ ngưng tụ càng cao, do đó tổng tốc độ bay hơi càng thấp. Tại mặt phân cách giữa chất lỏng và hơi bão hòa của nó, tốc độ bay hơi (tổng) gần bằng không. Chất lỏng trong một bình kín, bay hơi, tạo thành hơi bão hòa. Hơi bão hòa là hơi ở trạng thái cân bằng động với chất lỏng. Cân bằng động ở một nhiệt độ nhất định xảy ra khi số phân tử chất lỏng bay hơi bằng số phân tử ngưng tụ. Hơi bão hòa, để một bình hở ngoài không khí, bị nó làm loãng và trở thành không bão hòa. Do đó, trên không

Trong mỗi phòng đặt các bình chứa các chất lỏng nóng, có một hơi không bão hòa của các chất lỏng này.

Hơi bão hòa và không bão hòa tạo áp suất lên thành bình. Áp suất hơi bão hòa là áp suất của hơi ở trạng thái cân bằng với chất lỏng ở nhiệt độ xác định. Áp suất của hơi bão hoà luôn cao hơn áp suất của hơi chưa bão hoà. Nó không phụ thuộc vào lượng chất lỏng, kích thước bề mặt của nó, hình dạng của bình mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của chất lỏng. Khi nhiệt độ tăng, áp suất hơi bão hòa của chất lỏng tăng lên; Ở điểm sôi, áp suất hơi bằng áp suất khí quyển. Đối với mỗi giá trị nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng (nguyên chất) riêng lẻ là không đổi. Áp suất hơi bão hòa của hỗn hợp chất lỏng (dầu, xăng, dầu hỏa, v.v.) ở cùng nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Nó tăng lên khi hàm lượng các sản phẩm sôi thấp trong chất lỏng tăng lên.

Đối với hầu hết các chất lỏng, áp suất hơi bão hòa ở các nhiệt độ khác nhau đã được biết đến. Các giá trị của áp suất hơi bão hòa của một số chất lỏng ở các nhiệt độ khác nhau được cho trong Bảng. 5.1.

Bảng 5.1

Áp suất hơi bão hòa của các chất ở các nhiệt độ khác nhau

Chất	Áp suất hơi bão hòa, Pa, ở nhiệt độ, K
Butyl axetat Xăng hàng không Baku Rượu methyl carbon disulfide Nhựa thông Ethanol Ete etylic etyl axetat

Tìm thấy trong Bảng.

5.1 Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng là thành phần của tổng áp suất của hỗn hợp hơi với không khí.

Giả sử rằng hỗn hợp hơi với không khí tạo thành trên bề mặt của cacbon đisunfua trong một bình ở 263 K có áp suất 101080 Pa. Khi đó áp suất hơi bão hòa của cacbon đisulfua ở nhiệt độ này là 10773 Pa. Do đó không khí trong hỗn hợp này có áp suất 101080 - 10773 = 90307 Pa. Với nhiệt độ ngày càng tăng của carbon disulfide

áp suất hơi bão hòa của nó tăng, áp suất không khí giảm. Áp suất toàn phần không đổi.

Phần áp suất tổng cộng của một chất khí hoặc hơi nhất định được gọi là áp suất riêng phần. Trong trường hợp này, áp suất hơi của cacbon đisulfua (10773 Pa) có thể được gọi là áp suất riêng phần. Như vậy, tổng áp suất của hỗn hợp hơi - không khí là tổng áp suất hơi riêng phần của cacbon disunfua, oxy và nitơ: P hơi + + = P tổng. Vì áp suất của hơi bão hòa là một phần của tổng áp suất của hỗn hợp của chúng với không khí, nên có thể xác định nồng độ hơi của chất lỏng trong không khí từ tổng áp suất đã biết của hỗn hợp và áp suất hơi.

Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng được xác định bằng số lượng phân tử đập vào thành bình, hoặc bởi nồng độ hơi trên bề mặt chất lỏng. Nồng độ hơi bão hòa càng cao thì áp suất của nó càng lớn. Mối quan hệ giữa nồng độ của hơi bão hòa và áp suất riêng phần của nó có thể được tìm thấy như sau.

Giả sử rằng có thể tách hơi ra khỏi không khí và áp suất ở cả hai phần sẽ bằng tổng áp suất Ptot. Khi đó, thể tích hơi nước và không khí sẽ giảm tương ứng. Theo định luật Boyle-Mariotte, tích của áp suất khí và thể tích của nó ở nhiệt độ không đổi là một giá trị không đổi, tức là đối với trường hợp giả định của chúng tôi, chúng tôi nhận được:

.

34kb.17.04.2009 13:03 Tải xuống n30.doc27kb.17.04.2009 13:11 Tải xuống n31.doc67kb.17.04.2009 13:18 Tải xuống n32.doc69kb.15.06.2009 10:50 Tải xuống n33.doc211kb.19.06.2009 16:59 Tải xuống n34.doc151kb.19.06.2009 17:01 Tải xuống n35.doc78kb.16.04.2009 16:07 Tải xuống n36.doc95kb.19.06.2009 17:03 Tải xuống n37.doc82kb.15.06.2009 15:02 Tải xuống n38.doc63kb.19.06.2009 17:06 Tải xuống n39.doc213kb.15.06.2009 15:08 Tải xuống n40.doc47kb.15.04.2009 15:55 Tải xuống n41.doc83kb.15.06.2009 10:25 Tải xuống n42.doc198kb.19.06.2009 16:46 Tải xuống n43.doc379kb.19.06.2009 16:49 Tải xuống n44.doc234kb.19.06.2009 16:52 Tải xuống n45.doc141kb.19.06.2009 16:55 Tải xuống n46.doc329kb.15.06.2009 11:53 Tải xuống n47.doc656kb.19.06.2009 16:57 Tải xuống n48.doc21kb.13.04.2009 23:22 Tải xuống n49.doc462kb.15.06.2009 11:42 Tải xuống n50.doc120kb.16.03.2010 13:45 Tải xuống

n16.doc

Chương 7. ÁP SUẤT VAPOR, NHIỆT ĐỘ PHA

CHUYỂN ĐỔI, ĐỘ BỀN BỀ MẶT
Thông tin về áp suất hơi của chất lỏng và dung dịch tinh khiết, nhiệt độ sôi và đông đặc (nóng chảy) của chúng, cũng như sức căng bề mặt là cần thiết để tính toán các quá trình công nghệ khác nhau: bay hơi và ngưng tụ, bay hơi và làm khô, chưng cất và chỉnh lưu, v.v.
7.1. Áp suất hơi
Một trong những phương trình đơn giản nhất để xác định áp suất hơi bão hòa của chất lỏng nguyên chất là một hàm của nhiệt độ là phương trình Antoine:

, (7.1)

Ở đâu NHƯNG, TẠI, Với- hằng số đặc trưng của từng chất riêng biệt. Giá trị của các hằng số đối với một số chất được cho trong Bảng. 7.1.

Nếu biết hai điểm sôi ở áp suất tương ứng, thì giả sử Với= 230, các hằng số có thể được xác định NHƯNG và TẠI bằng cách cùng giải các phương trình sau:

; (7.2)

. (7.3)

Phương trình (7.1) hoàn toàn phù hợp với dữ liệu thực nghiệm trong phạm vi nhiệt độ rộng giữa điểm nóng chảy và
= 0,85 (tức là
  = 0,85). Phương trình này cho độ chính xác cao nhất trong những trường hợp đó khi cả ba hằng số có thể được tính toán trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm. Độ chính xác tính toán theo các phương trình (7.2) và (7.3) đã giảm đáng kể ở
 250 K, và đối với các hợp chất phân cực cao ở  0,65.

Sự thay đổi áp suất hơi của một chất phụ thuộc vào nhiệt độ có thể được xác định bằng phương pháp so sánh (theo quy tắc tuyến tính), dựa trên các áp suất đã biết của chất lỏng chuẩn. Nếu biết hai nhiệt độ của chất lỏng ở áp suất hơi bão hòa tương ứng, người ta có thể sử dụng phương trình

, (7.4)

Ở đâu
và
- áp suất hơi bão hòa của hai chất lỏng NHƯNG và TẠIở cùng nhiệt độ ;
và
là áp suất hơi bão hòa của những chất lỏng này ở nhiệt độ ; Với- liên tục.
Bảng 7.1. Áp suất hơi của một số chất phụ thuộc vào

nhiệt độ
Bảng hiển thị giá trị của các hằng số NHƯNG, TẠI và Với Phương trình antoine:, áp suất của hơi bão hòa, mm Hg. (1 mm Hg = 133,3 Pa); T- nhiệt độ, K.

Tên chất	Công thức hóa học	Phạm vi nhiệt độ, o C		NHƯNG	TẠI	Với
		từ	trước
Nitơ	N 2	–221	–210,1	7,65894	359,093	0
nito đioxit	N 2 O 4 (KHÔNG 2)	–71,7	–11,2	12,65	2750	0
		–11,2	103	8,82	1746	0
ni-tơ ô-xít	KHÔNG	–200	–161	10,048	851,8	0
		–164	–148	8,440	681,1	0
Acrylamide	C 3 H 5 BẬT	7	77	12,34	4321	0
		77	137	9,341	3250	0
Acrolein	C 3 H 4 O	–3	140	7,655	1558	0
Amoniac	NH3	–97	–78	10,0059	1630,7	0
Aniline	C6H5NH2	15	90	7,63851	1913,8	–53,15
		90	250	7,24179	1675,3	–73,15
Argon	Ar	–208	–189,4	7,5344	403,91	0
		–189,2	–183	6,9605	356,52	0
Axetylen	C 2 H 2	–180	–81,8	8,7371	1084,9	–4,3
		–81,8	35,3	7,5716	925,59	9,9
Axeton	C3H6O	–59,4	56,5	8,20	1750	0
Benzen	C 6 H 6	–20	5,5	6,48898	902,28	–95,05
		5,5	160	6,91210	1214,64	–51,95
Brôm	Br2	8,6	110	7,175	1233	–43,15
Hiđro bromua	HBr	–99	–87,5	8,306	1103	0
		–87,5	–67	7,517	956,5	0

Tiếp tục của bảng. 7.1

Tên chất	Công thức hóa học	Phạm vi nhiệt độ, o C		NHƯNG	TẠI	Với
		từ	trước
1,3-butadien	C 4 H 6	–66	46	6,85941	935,53	–33,6
		46	152	7,2971	1202,54	4,65
N-Butane	C 4 H 10	–60	45	6,83029	945,9	–33,15
		45	152	7,39949	1299	15,95
Rượu butyl	C4H10O	75	117,5	9,136	2443	0
Vinyl axetat	CH 3 COOCH = CH 2	0	72,5	8,091	1797,44	0
Vinyl clorua	CH 2 \ u003d CHCl	–100	20	6,49712	783,4	–43,15
		–52,3	100	6,9459	926,215	–31,55
		50	156,5	10,7175	4927,2	378,85
Nước	H 2 O	0	100	8,07353	1733,3	–39,31
Hexan	C 6 H 1 4	–60	110	6,87776	1171,53	–48,78
		110	234,7	7,31938	1483,1	–7,25
Heptane	C 7 H 1 6	–60	130	6,90027	1266,87	–56,39
		130	267	7,3270	1581,7	–15,55
trưởng khoa	C 10 H 22	25	75	7,33883	1719,86	–59,35
		75	210	6,95367	1501,27	–78,67
Diisopropyl ête	C6H14O	8	90	7,821	1791,2	0
N, N-Dimethylacetamide	C 4 H 9 BẬT	0	44	7,71813	1745,8	–38,15
		44	170	7,1603	1447,7	–63,15
1,4- Dioxan	C4H8O2	10	105	7,8642	1866,7	0
1,1-Dichloroethane	C 2 H 4 Cl 2	0	30	7,909	1656	0
1,2-Dichloroethane	C 2 H 4 Cl 2	6	161	7,18431	1358,5	–41,15
		161	288	7,6284	1730	9,85
dietyl ete	(C 2 H 5) 2 O	–74	35	8,15	1619	0
axit isobutyric	C4H8O2	30	155	8,819	2533	0
Isoprene	C 5 H 8	–50	84	6,90334	1081,0	–38,48
		84	202	7,33735	1374,92	2,19
Rượu isopropyl	C3H8O	–26,1	82,5	9,43	2325	0
hydro iotua	CHÀO	–50	–34	7,630	1127	0
Krypton	kr	–207	–158	7,330	7103	0
Xenon	Heh	–189	–111	8,00	841,7	0
N-Xylen	C 8 H 10	25	45	7,32611	1635,74	–41,75
		45	190	6,99052	1453,43	–57,84
Về-Xylen	C 8 H 10	25	50	7,35638	1671,8	–42,15
		50	200	6,99891	1474,68	–59,46

Tiếp tục của bảng. 7.1

Tên chất	Công thức hóa học	Phạm vi nhiệt độ, o C		NHƯNG	TẠI	Với
		từ	trước
Axit butyric	C4H8O2	80	165	9,010	2669	0
Mêtan	CH 4	–161	–118	6,81554	437,08	–0,49
		–118	–82,1	7,31603	600,17	25,27
metylen clorua (dichloromethane)	CH2Cl2	–28	121	7,07138	1134,6	–42,15
		127	237	7,50819	1462,59	5,45
Rượu methyl	CH 4 O	7	153	8,349	1835	0
-metylstyren	C 9 H 10	15	70	7,26679	1680,13	–53,55
		70	220	6,92366	1486,88	–71,15
metyl clorua	CH3Cl	–80	40	6,99445	902,45	–29,55
		40	143,1	7,81148	1433,6	44,35
Metyl etyl xeton	C4H8O	–15	85	7,764	1725,0	0
Axit formic	CH2O2	–5	8,2	12,486	3160	0
		8,2	110	7,884	1860	0
Neon	Ne	–268	–253	7,0424	111,76	0
Nitrobenzene	C 6 H 5 O 2 N	15	108	7,55755	2026	–48,15
		108	300	7,08283	1722,2	–74,15
Nitromethane	CH 3 O 2 N	55	136	7,28050	1446,19	–45,63
Octan	C 8 H 18	15	40	7,47176	1641,52	–38,65
		40	155	6,92377	1355,23	–63,63
Pentane	C 5 H 12	–30	120	6,87372	1075,82	–39,79
		120	196,6	7,47480	1520,66	23,94
Propan	C 3 H 8	–130	5	6,82973	813,2	–25,15
		5	96,8	7,67290	1096,9	47,39
propylene (propen)	C 3 H 6	–47,7	0,0	6,64808	712,19	–36,35
		0,0	91,4	7,57958	1220,33	36,65
Oxit propylen	C3H6O	–74	35	6,96997	1065,27	–46,87
propylene glycol	C 3 H 8 O 2	80	130	9,5157	3039,0	0
rượu propyl	C3H8O	–45	–10	9,5180	2469,1	0
axit propionic	C 3 H 6 O 2	20	140	8,715	2410	0
hydro sunfua	H 2 S	–110	–83	7,880	1080,6	0
carbon disulfide	CS2	–74	46	7,66	1522	0
Lưu huỳnh đioxit	SO2	–112	–75,5	10,45	1850	0
Lưu huỳnh trioxit ()	SO 3	–58	17	11,44	2680	0
Lưu huỳnh trioxit ()	SO 3	–52,5	13,9	11,96	2860	0
Tetrachloroethylene	C 2 Cl 4	34	187	7,02003	1415,5	–52,15

Cuối bảng. 7.1

Tên chất	Công thức hóa học	Phạm vi nhiệt độ, o C		NHƯNG	TẠI	Với
		từ	trước
Thiophenol	C6H6S	25	70	7,11854	1657,1	–49,15
		70	205	6,78419	1466,5	–66,15
Toluene	C 6 H 5 CH 3	20	200	6,95334	1343,94	–53,77
Trichloroethylene	C 2 HCl 3	7	155	7,02808	1315,0	–43,15
cạc-bon đi-ô-xít	CO 2	–35	–56,7	9,9082	1367,3	0
Ôxít cacbon	CO	–218	–211,7	8,3509	424,94	0
A-xít a-xê-tíc	C 2 H 4 O 2	16,4	118	7,55716	1642,5	–39,76
Anhydrit axetic	C 4 H 6 O 3	2	139	7,12165	1427,77	–75,11
Phenol	C 6 H 6 O	0	40	11,5638	3586,36	0
		41	93	7,86819	2011,4	–51,15
Flo	F2	–221,3	–186,9	8,23	430,1	0
Clo	Cl2	–154	–103	9,950	1530	0
Chlorobenzene	C 6 H 5 Cl	0	40	7,49823	1654	–40,85
		40	200	6,94504	1413,12	–57,15
A-xít clohidric	HCl	–158	–110	8,4430	1023,1	0
Cloroform	CHCl 3	–15	135	6,90328	1163,0	–46,15
		135	263	7,3362	1458,0	2,85
Cyclohexane	C 6 H 12	–20	142	6,84498	1203,5	–50,29
		142	281	7,32217	1577,4	2,65
Tetrachloride carbon	CCl 4	–15	138	6,93390	1242,4	–43,15
		138	283	7,3703	1584	3,85
Etane	C 2 H 6	–142	–44	6,80266	636,4	–17,15
		–44	32,3	7,6729	1096,9	47,39
Etylbenzen	C 8 H 10	20	45	7,32525	1628,0	–42,45
		45	190	6,95719	1424,26	–59,94
Etylen	C 2 H 4	–103,7	–70	6,87477	624,24	–13,14
		–70	9,5	7,2058	768,26	9,28
Etylen oxit	C 2 H 4 O	–91	10,5	7,2610	1115,10	–29,01
ethylene glycol	C 2 H 6 O 2	25	90	8,863	2694,7	0
		90	130	9,7423	3193,6	0
Ethanol	C 2 H 6 O	–20	120	6,2660	2196,5	0
etyl clorua	C 2 H 5 Cl	–50	70	6,94914	1012,77	–36,48

Khi xác định theo quy tắc tuyến tính, áp suất hơi bão hòa của các chất tan trong nước, nước được sử dụng làm chất lỏng đối chứng, còn trong trường hợp các hợp chất hữu cơ không tan trong nước, người ta thường lấy hexan. Các giá trị áp suất của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ được cho trong Bảng. P.11. Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ của hexan được cho trong Hình. 7.1.

Cơm. 7.1. Sự phụ thuộc nhiệt độ của áp suất hơi bão hòa của hexan

(1 mm Hg = 133,3 Pa)
Dựa trên quan hệ (7.4), một biểu đồ được xây dựng để xác định áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ (xem Hình 7.2 và Bảng 7.2).

Đối với các dung dịch, áp suất hơi của dung môi nhỏ hơn so với dung môi nguyên chất. Hơn nữa, áp suất hơi giảm càng lớn thì nồng độ chất tan trong dung dịch càng cao.

Allen

6

1,2-Dichloroethane

26

Propylene

4

Amoniac

49

dietyl ete

15

propionic

56

Aniline

40

Isoprene

14

axit

Axetylen

2

Iodobenzene

39

thủy ngân

61

Axeton

51

m-Cresol

44

Tetralin

42

Benzen

24

Về-Cresol

41

Toluene

30

Bromobenzene

35

m-Xylen

34

A-xít a-xê-tíc

55

Etyl bromua

18

iso-gia đình

57

Fluorobenzene

27

-Bromonaphtalen

46

axit

Chlorobenzene

33

1,3-butadien

10

metylamin

50

Vinyl clo

8

Butan

11

Methylmonosilane

3

metyl clorua

7

-butylen

9

Rượu methyl

52

Clorua

19

-Butylene

12

Metyl fomat

16

metylen

Butylene glycol

58

Naphthalene

43

Etyl clorua

13

Nước

54

-Naphthol

47

Cloroform

21

Hexan

22

-Naphthol

48

Tetrachloride

23

Heptane

28

Nitrobenzene

37

carbon

Glycerol

60

Octan

31*

Etane

1

Decalin

38

32*

etyl axetat

25

trưởng khoa

36

Pentane

17

ethylene glycol

59

dioxan

29

Propan

5

Ethanol

53

Diphenyl

45

Etyl fomat

20