物理化学 4 章 4.3

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物理化学 4 章 4.3. FUT 原 道寛 名列___ 氏名_______. 4 章物質の状態と分子間力. 4-3 液体の蒸気圧. 凝縮( condensation ). A. 液 体. 気体. 平衡 ( equilibrium). C. 蒸発( vaporization ). B. この時に示す気体の圧力: 蒸気圧 (vapor pressure). D. G. F. E. H. I. 4-3 液体の蒸気圧. 液体の蒸気圧が大き いとは?. A. B. C. D. E. F. 4-3 液体の蒸気圧. A. B. C. D. - PowerPoint PPT Presentation

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物理化学4章4.3

FUT  原 道寛名列___ 氏名_______

水の分子式 エタノールの分子式 ジエチルエーテルの分子式

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4章物質の状態と分子間力•分子間の引力4.1•気体の液化―臨界状態ー4.2•液体の蒸気圧4.3•固体の融解・昇華4.4•状態図4.5•固体の内部 4.6.1結晶構造 4.6.2結晶と液体の間:ガラスと液晶4.6

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4-3液体の蒸気圧

気体 液体

凝縮( condensation)

蒸発( vaporization)

平衡( equilibrium)

この時に示す気体の圧力:蒸気圧 (vapor  pressure)

A

B

C

D

E FG

H

I

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蒸発する速さが大きい時

• その速さにつり合う凝縮速度を獲得• 蒸発して発生してくる気体の濃度が十分大きく• 液体の表面に多くの気体分子が衝突する必要

気体の濃度が大きいとき

• 蒸気圧が大きい。

4-3液体の蒸気圧液体の蒸気圧が大きいとは?

A

B C

D E

F

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液体の蒸発する速さ&蒸気圧の大きさ

• 及ぼす因子:分子間引力、温度

分子間引力の大きい液体

• 大きな運動エネルギーをもつ分子のみが分子間の束縛を断ち切り気体になる。• 蒸発する速度は遅くなる• 蒸気圧が小さくなる。

分子間引力の小さい液体

• 小さな運動エネルギーをもつ分子でも容易に気体になる。• 蒸発圧が大きくなる。

高い温度のとき

• 大きな運動エネルギーをもつ分子の割合が高くなることから、• 蒸発速度が大きくなり、蒸気圧は高くなる。

4-3液体の蒸気圧

A B

C

DE

F

G H

I

J K

L M

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液体の蒸気圧を簡単に測定するには

• 水銀が入り密封された U字管の片方の水銀表面に液体を浮かべる方法• 真空に置かれれば液体は蒸発し、その蒸気は平衡になる。

• この時の蒸気圧に相当する分だけの水銀柱を押し下げるから、水銀柱の高さの差が蒸気圧に対応している。

4-3液体の蒸気圧

A

B

C

D

E F

G

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•24 mmHg•大きな水素結合があるため、大きな分子間引力⇒蒸気圧小さい水•56 mmHg•水素結合をもつため、→蒸気圧は大きくならない

エタノール

•540 mmHg•極性はない&比較的弱いロンドン力のみなので分子間引力は弱い→蒸気圧が大きくなる

ジエチルエーテル

4-3液体の蒸気圧

A

B C

DE

F G

HI

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蒸気圧をいろいろな温度で測定し、プロット

• 蒸気圧曲線 (Vapor pressure  curve)• 温度の上昇とともに蒸気圧は上がる

4-3液体の蒸気圧

A

B

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一定の圧力下で液体の温度上昇

蒸気圧=外圧

の温度に到達

液体の内部に気泡が生じる

継続的に蒸発が起こる=沸騰

沸点(boiling point):1 atmの時の沸点:標準沸点(normal boiling point) 

4-3液体の蒸気圧

A B

C

D E

F

G

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液体が全部蒸発するまでの温度は一定

この時吸収される熱:蒸発熱(heat of vaporization)=蒸発エンタルピー(enthalpy of vaporization)

分子間引力が大きければ、液体が気体にかわる時に分子の束縛をきるのに

大きいエネルギーが必要になる。

4-3液体の蒸気圧

A

B

C

D

E

F

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データ処理すると

• ln  p と  1/T は直線関係ΔHvap:液体のモル蒸発エンタルピー

T1,T2における蒸気圧を p1,p2とすると、

• これは、外圧と沸点の関係を表している。

4-3液体の蒸気圧

A

B

C D

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Vg, Vl 気体と液体のモル体積

Vg>>Vlから Vlを省略し、理想気体の状態式に適応

クラウジウスークラペイロンの式Clausius - Clapeyron equation

A

B

C

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小テスト 4-3名列番号__

氏名_________

水の分子式 エタノールの分子式 ジエチルエーテルの分子式

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4-3の問題:水・エタノール・ジエチルエーテルの蒸気圧が違う理由を「分子間引力」の単語を入れ

て、説明せよ。 (1文字: 0.1pt=10pt) 

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