Om du lägger en vätska i ett slutet utrymme, kommer molekyler från vätskans yta att förångas tills hela utrymmet är fyllt med ånga. Trycket som bildas av förångningsvätskan kallas ångtrycket. Att veta ångtrycket vid en viss temperatur är viktigt eftersom ångtrycket bestämmer vätskans kokpunkt och är relaterat till när en brandfarlig gas kommer att brinna. Om ångan av en vätska på din plats är hälsofarlig, hjälper ångtrycket dig att bestämma hur mycket av den vätskan som kommer att bli gas under en viss tid, och om luften då är farlig att andas. De två ekvationerna som används för att uppskatta ångtrycket för en ren vätska är Clausius-Clapeyron-ekvationen och Antoine Equation.

Clausius-Clapeyron Equation

Mäta vätskans temperatur med en termometer eller termoelement. I det här exemplet ser vi på bensen, en vanlig kemikalie som används för att göra flera plaster. Vi använder bensen vid en temperatur av 40 grader Celsius eller 313,15 Kelvin.

Hitta latent värme för förångning för din vätska i en datatabell. Detta är den mängd energi som krävs för att gå från en vätska till en gas vid en specifik temperatur. Den latenta värmen för förångning av bensen vid denna temperatur är 35 030 Joules per mol.

Hitta Clausius-Clapeyron-konstanten för din vätska i en databord eller från separata experiment som mäter ångtryck vid olika temperaturer. Detta är bara en integrationskonstant som kommer från att göra beräkningen som används för att härleda ekvationen, och den är unik för varje vätska. Ångtryckskonstanter hänvisas ofta till tryck uppmätt i millimeter kvicksilver eller mm av Hg. Konstant för bensinets ångtryck i mm Hg är 18,69.

Använd Clausius-Clapeyron Equation för att beräkna den naturliga loggen för ångtrycket. Clausius-Clapeyron-ekvationen säger att ångtryckets naturliga logg är lika med -1 multiplicerad med förångningsvärmen dividerad med den ideala gaskonstanten, dividerad med vätskans temperatur plus en konstant unik för vätskan.) För detta exempel med bensen vid 313,15 grader Kelvin, är ångtryckets naturliga logg -1 multiplicerad med 35 030, dividerat med 8,314, dividerat med 313,15, plus 18,69, vilket motsvarar 5 535.

Beräkna ångtrycket av bensen vid 40 grader Celsius genom att utvärdera exponentiell funktion vid 5.235, som är 187.8 mm Hg eller 25.03 kilopascals.

Antoine Equation

Hitta Antoine-konstanterna för bensen vid 40 grader Celsius en datatabell. Dessa konstanter är också unika för varje vätska, och de beräknas genom att använda icke-linjära regressionstekniker på resultaten av många olika experiment som mäter ångtrycket vid olika temperaturer. Dessa konstanter hänvisade till mm Hg för bensen är 6,90565, 1211,033 och 220,790.

Använd Antione Equation för att beräkna bas 10 loggen för ångtrycket. Antoine ekvationen, med användning av tre konstanter som är unika för vätskan, säger att bas 10 loggen för ångtrycket är lika med den första konstanten minus kvantiteten av den andra konstanten dividerad med summan av temperatur och den tredje konstanten. För bensen är detta 6,90565 minus 1211,033 dividerat med summan av 40 och 220.790, vilket motsvarar 2.262.

Beräkna ångtrycket genom att höja 10 till effekten 2.262, vilket är lika med 182,8 mm Hg eller 24,37 kilopascals .

Tips

Varken total volym eller andra gaser i samma utrymme, som luft, påverkar förångningsgraden och det resulterande ångtrycket, så att de inte påverkar ångtrycket beräkning.

Blandningens ångtryck beräknas med Raoults lag, vilket ökar ångtrycket för de enskilda komponenterna multiplicerat med sin molfraktion.

Varning

Clausius- Clapeyron och Antoine ekvationer ger endast uppskattningar av ångtrycket vid en viss temperatur. Om du vet att exakt ångtrycket är nödvändigt för din ansökan, måste du mäta det.