sommario delle lezione17 diagrammi di stato -...
TRANSCRIPT
Sommario delle lezione17
Diagrammi di stato
Non esiste una equazione di stato, come nel caso dei gas.
Liquidi e solidi
• Nei liquidi e nei solidi le molecole sono molto più vicine tra loro;
• le forze intermolecolari, che sono praticamente trascurabili nei gas, giocano un ruolo molto più importante sia nei liquidi che nei solidi.
Ci occuperemo di equilibri di fase
Il processo di evaporazione
Se il processo avviene in un contenitore chiuso, quando la velocità di condensazione diventa uguale alla velocità di evaporazione, il liquido e il vapore si trovano in uno stato di equilibrio dinamico
liquido vapore
Equilibrio liquido - vapore
Il vapore, come qualunque gas, obbedisce alle leggi dei gas.
Una volta che l’equilibrio (dinamico) è raggiunto, il numero di molecole per volume unitario di vapore non varia nel tempo.
Equilibrio liquido - vapore
La pressione esercitata dal vapore sul liquido resta costante ed è detta tensione di vapore.
1. Finché sono presenti liquido e vapore, la pressione esercitata dal vapore è indipendente dal volume del contenitore.
2. La tensione di vapore di un liquido aumenta sempre all’aumentare della temperatura.
Temperatura di ebollizione
Un liquido bolle ad una temperatura alla quale la sua tensione di vapore è uguale alla pressione che agisce sulla sua superficie.
Equilibrio liquido - vapore
La temperatura rimane costante per tutta la durata del processo di ebollizione.
Pressione e temperatura critiche
Esiste una temperatura, detta temperatura critica, al disopra della quale lo stato liquido di una sostanza pura nonpuò esistere. La pressione che deve essere applicata aquesta temperatura per provocare la condensazione èdetta pressione critica.
Diagramma delle fasi dell’acqua
Punto A : punto triplo
Le tre fasi, liquida, solida e gassosa, sono in equilibrio tra loro.
Il processo di sublimazione
Un processo attraverso il quale un solido passa direttamente in fase vapore senza passare attraverso la fase liquida è detto sublimazione:
solido vapore
Un solido può sublimare solo atemperature più basse del punto triplo;sopra quella temperatura diventerà liquido.
Equilibrio solido - vapore
Il ghiaccio secco
Il biossido di carbonio solido ha la pressione del punto triplosuperiore ad 1 atm (5.2 atm a -57°C). Il biossido di carbonioliquido non può esistere ad una pressione di 1 atm,indipendentemente dalla temperatura. Se lo si riscalda in uncontenitore aperto passa sempre direttamente allo stato divapore.
Effetto della pressione sul punto di fusione di un solido
Un aumento di pressione favorisce la formazione della fase più densa.
Il solido è la fase più densa
Il liquido è la fase più densa
. Il metano CH4, presenta una pressione critica
di 46,0 bar e una temperatura critica di -82,5°
°C mentre il propano, C3H8 ha una pressione
critica di 42,5 bar e una temperatura critica di
96,7°C. Questo composto può essere liquefatto
a temperatura ambiente?
Un campione di 1,20 g di acqua è iniettato in
un recipiente di 5,00 L in cui è stato fatto il
vuoto. Quale percentuale di acqua evaporerà
quando il sistema raggiunge l’equilibrio alla
temperatura di 65°C? (La tensione di vapore
dell’acqua a 65°C è 187,5 mmHg).
Si supponga si sigillare 0.93 g di acqua in un pallone da 1.0 L
in cui sia stato fatto il vuoto.
Se il pallone è mantenuto alla temperatura di 100°C
determinare:
i) la pressione nel pallone;
ii) la massa d’acqua in fase vapore.
La tensione di vapore dell’acqua a 100 °C è 760 mm/Hg