Termodinamica ChimicaEquilibrio Liquido-VaporeUniversita degli Studi dellInsubria Corsi di Laurea in Scienze Chimiche e Chimica Industrialedario.bressanini@uninsubria.it http://scienze-como.uninsubria.it/bressanini

Pressione di Vapore

Distribuzione delle VelocitLe molecole del Liquido hanno una distribuzione di energia cinetica.Una frazione di molecole della superficie del liquido ha energia cinetica sufficiente per sfuggire allattrazione molecolare

Distribuzione e Temperatura

Pressione di VaporeLe molecole che rimangono hanno energia media minore, e quindi il liquido si raffredda.Del calore viene assorbito dallambiente, e altre molecole lasciano il liquido.Alcune delle molecole del gas colpiscono la superficie e ritornano nel liquido.Dopo un certo tempo, il numero di molecole che lasciano il liquido nellunit di tempo uguale al numero di molecole che ritornano al liquidoSi instaurato un EQUILIBRIO DINAMICO

Pressione di VaporeLa pressione del gas in equilibrio con il liquido viene chiamata Pressione di Vapore

Pressione di VaporeSe il recipiente aperto, lequilibrio non viene mai raggiunto, e il liquido evaporaSe il recipiente chiuso, la pressione del gas aumenta sino ad arrivare al valore di equilibrio

Pressione di Vapore e VolatilitaLe sostanze volatili evaporano piu rapidamente Piu alta la temperatura, piu veloce levaporazioneLa Volatilita di una sostanza e correlata alle forze intermolecolari.Piu deboli sono le forze intermolecolari, piu veloce levaporazione. 0oC 20oC 30oC Dietiletere185 442 647Press. Vap (torr) Etanolo 12 44 74 Acqua 5 18 32

Esperimento

Esperimento

Punto di EbollizioneIl liquido entra in ebollizione quando la pressione di vapore e uguale alla pressione esternaIl Punto di Ebollizione aumenta allaumentare della pressione.Punto di Ebollizione Normale: pressione = 1 atmPunto di Ebollizione Standard: pressione = 1 bar

Pressione di VaporeEvaporazione: le molecole sfuggono dalla superficieEbollizione: il gas si forma anche allinterno del liquido

EbollizioneSolo quando la pressione di vapore raggiunge la pressione esterna, le bolle di vapore riescono a vincere la pressione e formarsi allinterno del liquido.E possibile far bollire un liquido aumentando la temperatura o diminuendo la pressione

Ebollizione

Pentola a PressioneDenis Papin nel 1682 inventa la Pentola a Pressione, completa di valola di sfogo. In una normale pentola, la temperatura dellacqua non supera mai i 100 C. Nella pentola chiusa ermeticamente, lacqua evapora aumentando la pressione di vapore. La temperatura dellacqua raggiunge i 120 C e 2 Atm.

Pressione di Vapore

Ebollizione a Bassa PressioneAttenzione se cucinate in alta montagna!!

Ebollizione a Bassa Pressione

Ebollizione a Bassa Pressionehttp://www.nineplanets.org/mars.htmlIn queste condizioni lacqua solida o gassosa.Nelle zone a pressione pi alta, lacqua bolle a 10 C.

Equazione di Clausius-Clapeyron

Equilibrio Liquido-VaporeVogliamo una espressione matematica della curva di equilibrio Liquido-VaporeConsideriamo il gas in equilibrio con il liquidoPer un liquido ml mloPer un gas mg = mgo + RT ln(p)

Equazione di Clausius-ClapeyronPoicheConsiderando due pressioni e temperature diverse (assumendo costanti i Dvap)

Equazione di Clausius-ClapeyronIl grafico ln(p) vs 1/T e lineareEquazione di Clausius-Clapeyronln(P2/P1)=(DvapH/R)(1/T1 - 1/T2)Conoscendo DvapH, p1 e T1, possiamo calcolare p2 e T2Conoscendo p1, T1, p2 e T2 possiamo calcolare DvapH

Equazione di Clausius-Clapeyron

Temperatura CriticaSe aumentiamo la temperatura di un liquido in un recipiente chiuso, la pressione di vapore aumenta.La densita del gas aumenta, sino a raggiungere quella del liquidoAlla Temperatura Critica non vi pi separazione tra liquido e vapore. Il fluido possiede propriet simili a quelle di un liquido

Punto criticoAl di sopra della temperatura critica si parla di Fluido Supercritico

Fluidi Supercritici I fluidi supercritici sono solventi eccezionali. La CO2 supercritica viene usata per estrarre la caffeina dal caff per preparare il caff decaffeinato.Lacqua per preparare un espresso a 90-95 C e 9 Atmhttp://www.jollycaffe.it/espressoe.htmhttp://www.smellthecoffee.com/

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