Практикум по органической химии методическая разработка для студентов факультета
жүктеу/скачать 2.32 Mb. Pdf көрінісі
|
| противоточной перегонкой, или ректификацией.
З АВИСИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ВЕЩЕСТВА ОТ ДАВЛЕНИЯ Давление паров жидкости с увеличением температуры возрастает. Когда оно становится равным общему давлению газов над жидкостью, начинается кипение. Иными словами, в открытом сосуде жидкость закипает, когда при нагревании (до определенной температуры, называемой температурой кипения) ее давление становится равным 760 мм рт.ст. Если в сосуде поддерживать уменьшенное давление, вещество закипит при более низкой температуре. Допустим, при комнатной температуре давление насыщенного пара соединения составляет 20 мм рт.ст. Это означает, что в вакууме, равном 20 мм рт.ст., это соединение закипит - и дальнейшее понижение давления приведет к тому, что температура кипения вещества опустится ниже комнатной. Последнее явление широко используется при сушке соединений от следов органических растворителей с использованием вакуумных установок. Исходя из тех же соображений, несложно объяснить меньшую эффективность работы водоструйных насосов летом, а также то, что минимальное давление, достигаемое с использованием этих простых приборов, составляет ~ 5 мм рт.ст. Просто таково давление паров воды, имеющей температуру 1°С. Зависимость давления паров от температуры приближенно описывается уравнением Клаузиуса - Клапейрона: 2 V RT H dT p ln d ∆ = или, после интегрирования: C RT H p ln V + ∆ − = где р - давление паров, ∆ v H - молярная энтальпия испарения; Т - температура (К); R - газовая постоянная. Уравнение справедливо для идеальных газов, кроме того, ∆ v H не должно меняться с температурой. Т.е. в идеальном случае в графическом представлении зависимость логарифма давления паров от обратной температуры представляет собой прямую. Наклон прямой определяется величиной ∆ v H. Если эта величина известна, зависимость температуры кипения от давления можно рассчитать. 29 На основании данных о строении молекул вещества можно оценить его теплоту испарения и предсказывать температуру кипения. В некоторых пакетах химических компьютерных программ имеются соответствующие модули - например, им располагает ACD ChemSketch. Если известна температура кипения при определенном давлении, ее величину при другом давлении можно рассчитать или приблизительно определить с помощью соответствующей номограммы (рис. 17) Практически это выглядит следующим образом: на номограмму накладывают короткую линейку таким образом, чтобы она пересекала правую шкалу в точке, соответствующей известному давлению, а левую - в точке, соответствующей температуре кипения. Точка пересечения линии со средней шкалой дает приблизительную температуру кипения вещества при атмосферном давлении. Вращая линейку относительно этой точки на средней шкале, получаем значения величин температуры кипения вещества при различных давлениях. Рисунок 17. Номограмма давление - температура. 30 Для очень приблизительной оценки можно руководствоваться следующим простым правилом: при уменьшении внешнего давления вдвое температура кипения понижается на ~15°С. жүктеу/скачать 2.32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|