Nuevo

Problema de ejemplo de la ecuación de Clausius-Clapeyron

Problema de ejemplo de la ecuación de Clausius-Clapeyron

La ecuación de Clausius-Clapeyron se puede usar para estimar la presión de vapor en función de la temperatura o para encontrar el calor de la transición de fase a partir de las presiones de vapor a dos temperaturas. La ecuación Clausius-Clapeyron es un nombre relacionado para Rudolf Clausius y Benoit Emile Clapeyron. La ecuación describe la transición de fase entre dos fases de materia que tienen la misma composición. Cuando se grafica, la relación entre la temperatura y la presión de un líquido es una curva en lugar de una línea recta. En el caso del agua, por ejemplo, la presión de vapor aumenta mucho más rápido que la temperatura. La ecuación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de las tangentes a la curva.

Clausius-Clapeyron Ejemplo

Este problema de ejemplo demuestra cómo usar la ecuación de Clausius-Clapeyron para predecir la presión de vapor de una solución.

Problema:

La presión de vapor de 1-propanol es 10.0 torr a 14.7 ° C. Calcule la presión de vapor a 52.8 ° C.
Dado:
Calor de vaporización de 1-propanol = 47.2 kJ / mol

Solución

La ecuación de Clausius-Clapeyron relaciona las presiones de vapor de una solución a diferentes temperaturas con el calor de vaporización. La ecuación de Clausius-Clapeyron se expresa mediante
lnPT1, vap/PAGST2, vap = (ΔHvap/ R) 1 / T2 - 1 / T1
dónde
ΔHvap es la entalpía de vaporización de la solución
R es la constante de gas ideal = 0.008314 kJ / K · mol
T1 y T2 son las temperaturas absolutas de la solución en Kelvin
PAGST1, vap y PT2, vap es la presión de vapor de la solución a la temperatura T1 y T2
Paso 1 - Convertir ° C a K
TK = ° C + 273,15
T1 = 14,7 ° C + 273,15
T1 = 287.85 K
T2 = 52.8 ° C + 273.15
T2 = 325.95 K
Paso 2 - Encuentra PT2, vap
ln10 torr / PT2, vap = (47.2 kJ / mol / 0.008314 kJ / K · mol) 1 / 325.95 K - 1 / 287.85 K
ln10 torr / PT2, vap = 5677 (-4,06 x 10-4)
ln10 torr / PT2, vap = -2.305
tomar el antilog de ambos lados 10 torr / PT2, vap = 0.997
PAGST2, vap/ 10 torr = 10.02
PAGST2, vap = 100.2 torr

Responder:

La presión de vapor de 1-propanol a 52.8 ° C es de 100.2 torr.