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_______
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
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
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
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
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
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
•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
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
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
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
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
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
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
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)