Ångtryck av vatten och tungt vatten
Uppskatta ångtrycket för tungt vatten, D2O och vanligt vatten H2O vid 25oC genom att använda termodynamiska data.
Jag tänkte först att jag kunde använda Clausius-Clapeyron ekvationen,
eftersom jag vet att ångtrycket för vatten vid 100oC är 1 atm. Jag har satt in alla data, entaplin i J/mol, R i J/(K*mol) och temperaturerna i K. Satte sedan e som bas i båda led och multiplicerade med trycket i Pa vid kokpunkten. Får dock fel svar.
Tacksam om någon vill förklara varför detta inte funkar och hur jag bör tänka istället.
Vad får du för svar? Jag fick 0,037 atm med din metod jämfört med tabellvärdet 0,031 atm. Det stämmer ändå ganska bra överens. Problemet är att man i Clausius—Clapeyrons ekvation antar att förångningsentalpin är oberoende av temperaturen vilket inte är riktigt sant. Vid 100 grader är den 40,65 kJ/mol medan den vid 25 grader är 43,99 kJ/mol dvs nästan 10 % högre. Detta måste man ta hänsyn till i sina beräkningar om man vill ha ett mer noggrant svar.
Jag fick också 0,037 atm. Facit säger 0,032 atm, men det kanske kan anses vara "tillräckligt" nära, när jag bara har förångningsentalpin vid 25oC. Känns ju lite konstigt att de använder andra värden än de som faktiskt står i det appendix de hänvisar till. Å andra sidan kanske man kan räkna ut förångningsentalpin vid 100oC om man känner till värdet vid 25oC?
Hur ska jag tänka när jag ska räkna på D2O? Är det samma tryck vid 100oC som för vatten, dvs 1 atm?
Ja det går att räkna ut förångningsentalpin vid 25 grader genom att tänka att man har 25-gradigt vatten som värms till 100 grader, förångar vattnet, sedan kyler man ångan till 25 grader. Entalpibehovet för detta motsvarar förångningsentalpin för vatten vid 25 grader (enligt Hess lag). Alternativt så kanske du har en formelsamling där det finns förångningsentalpier listade för olika temperaturer.
Sen står det ju bara att du ska ”uppskatta” värdet, och man kan såklart göra olika bra uppskattningar. Frågan är vad din lärare tycker är en tillräckligt bra uppskattning.
Har du någon formelsamling med data för tungt vatten?
Jag har termodynamiska data för tungt vatten, men kan inte hitta något om tryck eller kokpunkt.
Men förångningsentalpin ska alltid vara vid kokpunkten i Clausius-Clapeyrons ekvation eller?
Man antar som sagt att förångningsentalpin är konstant och likadan både vid T1 och T2 (och allt däremellan) men egentligen så beror den av temperaturen. Om skillnaden mellan T1 och T2 är liten så är det en bra approximation, men ju större skillnad i temperatur desto mindre bra stämmer ekvationen överens med verkligheten.
Förångningsentalpin för deuterium är skillnaden i bildningsentalpi mellan D2O(g) och D2O(l).
