Beregn damptrykket til vanlige stoffer ved forskjellige temperaturer ved hjelp av Antoine-ligningen. Essensielt for kjemi, kjemisk ingeniørfag og termodynamikkapplikasjoner.
H₂O - En fargeløs, luktfri væske som er essensiell for liv
Gyldig område: 1°C til 100°C
Antoine Likning:
log₁₀(P) = 8.07131 - 1730.63/(233.426 + T)
Loading chart...
Diagrammet viser variasjon av damptrykk med temperatur
Dampstrykk er en grunnleggende fysisk egenskap som representerer trykket utøvd av en damp i termodynamisk likevekt med sine kondenserte faser (fast eller væske) ved en gitt temperatur. Denne dampstrykk kalkulatoren gir en enkel, men kraftig måte å estimere dampstrykket til ulike stoffer ved forskjellige temperaturer ved hjelp av Antoine-ligningen. Enten du er kjemistudent, laboratoriumtekniker eller kjemisk ingeniør, er det viktig å forstå damptrykk for å forutsi faseoppførsel, designe destillasjonsprosesser og sikre sikkerhet ved håndtering av kjemikalier.
Kalkulatoren lar deg velge blant vanlige stoffer, inkludert vann, alkoholer og organiske løsemidler, og beregner umiddelbart damptrykket ved den spesifiserte temperaturen. Ved å visualisere forholdet mellom temperatur og damptrykk kan du bedre forstå volatilitetsegenskapene til forskjellige stoffer og ta informerte beslutninger i dine vitenskapelige eller ingeniørmessige applikasjoner.
Dampstrykk er et mål på et stoff sin tendens til å fordampe. Ved en gitt temperatur har molekylene på overflaten av en væske varierende energier. De som har tilstrekkelig energi kan overvinne de intermolekylære kreftene som holder dem i væskeform og unnslippe til gassfasen. Når temperaturen øker, får flere molekyler nok energi til å unnslippe, noe som resulterer i høyere damptrykk.
Kalkulatoren bruker Antoine-ligningen, en semi-empirisk korrelasjon avledet fra Clausius-Clapeyron-relasjonen. Denne ligningen gir en nøyaktig metode for å beregne damptrykk innen spesifikke temperaturintervaller:
Hvor:
Antoine-ligningens parametere varierer for hvert stoff og er kun gyldige innen spesifikke temperaturintervaller. Utenfor disse områdene kan ligningen gi unøyaktige resultater på grunn av endringer i de fysiske egenskapene til stoffet.
Kalkulatoren inkluderer Antoine-konstanter for flere vanlige stoffer:
| Stoff | A | B | C | Gyldig Temperaturintervall (°C) |
|---|---|---|---|---|
| Vann | 8.07131 | 1730.63 | 233.426 | 1-100 |
| Metanol | 8.08097 | 1582.271 | 239.726 | 15-100 |
| Etanol | 8.20417 | 1642.89 | 230.3 | 20-100 |
| Aceton | 7.11714 | 1210.595 | 229.664 | 0-100 |
| Benzen | 6.90565 | 1211.033 | 220.79 | 8-100 |
| Toluen | 6.95464 | 1344.8 | 219.482 | 10-100 |
| Klorform | 6.95465 | 1170.966 | 226.232 | 0-100 |
| Dietyleter | 6.92333 | 1064.07 | 228.8 | 0-100 |
Disse konstantene er bestemt gjennom nøye eksperimentelle målinger og gir nøyaktige estimater av damptrykk innenfor deres spesifiserte temperaturintervaller.
Grafen ovenfor illustrerer hvordan damptrykket øker eksponentielt med temperaturen for tre vanlige stoffer: vann, etanol og aceton. Den horisontale stiplede linjen representerer atmosfæretrykket (760 mmHg), hvor stoffet vil koke. Legg merke til hvordan aceton når dette punktet ved en mye lavere temperatur enn vann, noe som forklarer hvorfor det koker lettere ved romtemperatur.
Vår damptrykk kalkulator er designet med enkelhet og nøyaktighet i tankene. Følg disse trinnene for å beregne damptrykket til ditt valgte stoff:
Velg et Stoff: Velg fra nedtrekksmenyen med tilgjengelige stoffer, inkludert vann, alkoholer og vanlige løsemidler.
Skriv Inn Temperatur: Skriv inn temperaturen (i °C) hvor du ønsker å beregne damptrykket. Sørg for at temperaturen ligger innenfor det gyldige området for det valgte stoffet.
Se Resultater: Kalkulatoren vil umiddelbart vise:
Analyser Grafen: Den interaktive grafen viser hvordan damptrykket endres med temperaturen for ditt valgte stoff. Den nåværende temperatur- og trykkpunktet er uthevet i rødt.
Kopier Resultater: Bruk "Kopier"-knappen for å kopiere det beregnede damptrykket til utklippstavlen for bruk i rapporter eller videre beregninger.
Hvis du skriver inn en temperatur utenfor det gyldige området for det valgte stoffet, vil kalkulatoren vise en feilmelding som indikerer det gyldige temperaturintervallet.
La oss beregne damptrykket til vann ved 25°C ved hjelp av Antoine-ligningen:
Identifiser Antoine-konstantene for vann:
Sett inn disse verdiene i Antoine-ligningen:
Beregn damptrykket ved å ta antilog:
Dermed er damptrykket til vann ved 25°C omtrent 23.7 mmHg. Denne relativt lave verdien forklarer hvorfor vann fordamper sakte ved romtemperatur sammenlignet med mer flyktige stoffer som aceton eller etanol.
Kalkulatoren gir damptrykk i millimeter kvikksølv (mmHg), en vanlig enhet for måling av damptrykk. Her er hvordan du tolker resultatene:
For eksempel, ved 25°C:
Dette forklarer hvorfor aceton fordamper mye raskere enn vann ved romtemperatur.
Dampstrykk Estimator mobilapplikasjonen har et rent, intuitivt grensesnitt designet for både iOS og Android-plattformer. Appen følger minimalistiske designprinsipper med to primære inndatafelt:
Stoffvalg: En nedtrekksmeny som lar brukerne velge blant vanlige stoffer, inkludert vann, alkoholer og organiske løsemidler.
Temperaturinngang: Et numerisk inndatafelt hvor brukerne kan skrive inn temperaturen i Celsius.
Når disse verdiene er angitt, beregner applikasjonen umiddelbart og viser damptrykket ved hjelp av Antoine-ligningen. Resultatskjermen viser:
Applikasjonen fungerer offline og krever minimale systemressurser, noe som gjør den tilgjengelig på et bredt spekter av mobile enheter. Grensesnittet er optimalisert for en-hånds betjening, med store berøringsmål og klar, lesbar tekst.
Appen prioriterer enkelhet og nøyaktighet, og unngår unødvendige funksjoner som kan komplisere brukeropplevelsen. Dette er i tråd med de grunnleggende designprinsippene for å gi et enkelt verktøy for raske damptrykkestimater på farten.
Å forstå og beregne damptrykk har mange praktiske anvendelser på tvers av ulike felt:
Destillasjonsprosessdesign: Forskjeller i damptrykk mellom komponenter tillater separasjon i destillasjonskolonner. Ingeniører bruker damptrykkdata for å bestemme driftsforhold og kolonne spesifikasjoner.
Fordampnings- og Tørkeprosesser: Beregning av damptrykk hjelper med å optimalisere tørkeprosesser ved å forutsi fordampningshastigheter ved forskjellige temperaturer.
Lagringstankdesign: Riktig design av lagringstanker for flyktige væsker krever forståelse av damptrykk for å forhindre overdreven trykkoppbygging.
Atmosfærisk Forurensningsmodellering: Damptrykkdata hjelper med å forutsi hvordan kjemikalier vil dele seg mellom luft og vann i miljøet.
Vannbehandling: Å forstå damptrykket til forurensninger bidrar til å designe effektive luftstrippeprosesser for vannrensing.
Legemiddelformulering: Damptrykk påvirker stabiliteten og holdbarheten til flytende medisiner og bestemmer passende emballasjekrav.
Frysetørkeprosesser: Lyofilisering prosesser er avhengige av å forstå damptrykkoppførselen til vann og løsemidler ved forskjellige temperaturer.
Vakuumdestillasjon: Beregning av damptrykket ved redusert trykk hjelper med å bestemme passende forhold for vakuumdestillasjon.
Rotary Fordampning: Optimalisering av innstillingene for rotary fordampere basert på løsemidlets damptrykk forbedrer effektiviteten og forhindrer bumping.
Lagring av Flyktige Kjemikalier: Riktige lagringsforhold for flyktige kjemikalier bestemmes basert på deres damptrykksegenskaper.
Håndtering av Farlige Materialer: Damptrykkdata er avgjørende for å vurdere brann- og eksplosjonsrisikoer for flyktige stoffer.
Valg av Åndedrettsvern: Passende åndedrettsvern velges basert på damptrykket til farlige kjemikalier.
Selv om Antoine-ligningen gir god nøyaktighet for mange applikasjoner, finnes det alternative metoder for å bestemme damptrykk:
Clausius-Clapeyron Ligning: En mer fundamental termodynamisk ligning som relaterer damptrykk til temperatur, fordampningsentalpi og gasskonstanten.
Wagner Ligning: Tilbyr forbedret nøyaktighet over bredere temperaturintervaller, men krever flere parametere.
Direkte Måling: Eksperimentelle metoder som isotenisk, ebulliometri eller gassmetningsmetoder gir direkte målinger av damptrykk.
Gruppebidragsmetoder: Disse metodene estimerer damptrykk basert på molekylstruktur når eksperimentelle data ikke er tilgjengelige.
Kjemisk Datamodellering: Molekylsimuleringsmetoder kan forutsi damptrykk fra første prinsipper.
Konseptet damptrykk har utviklet seg betydelig over århundrene:
Tidlige Observasjoner (17.-18. århundre): Vitenskapsmenn som Robert Boyle og Jacques Charles observerte forholdet mellom trykk, volum og temperatur av gasser, men formaliserte ennå ikke damptrykk-konsepter.
Daltons Lov om Deltrykk (1801): John Dalton foreslo at det totale trykket i en gassblanding er lik summen av trykkene hver gass ville utøve hvis den okkuperte volumet alene, og la grunnlaget for å forstå damptrykk.
Clausius-Clapeyron Ligning (1834): Benoît Paul Émile Clapeyron og senere Rudolf Clausius utviklet et teoretisk grunnlag som relaterer damptrykk til temperatur og varme av fordampning.
Antoine Ligning (1888): Louis Charles Antoine utviklet sin forenklede ligning for beregning av damptrykk, som fortsatt er mye brukt i dag på grunn av sin praktiske balanse mellom enkelhet og nøyaktighet.
Moderne Utviklinger (20. århundre og fremover): Mer sofistikerte ligninger som Wagner-ligningen og beregningsmetoder har blitt utviklet for høyere nøyaktighet over bredere temperaturintervaller.
Beregningsteknikker (21. århundre): Avanserte kjemiske datamodelleringsteknikker tillater nå forutsigelse av damptrykk fra molekylstruktur og første prinsipper.
Her er eksempler på hvordan man kan implementere Antoine-ligningen for beregning av damptrykk i ulike programmeringsspråk:
1' Excel-funksjon for å beregne damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
2Function VaporPressure(temperature As Double, A As Double, B As Double, C As Double) As Double
3 VaporPressure = 10 ^ (A - B / (C + temperature))
4End Function
5
6' Eksempelbruk for vann ved 25°C
7' =VaporPressure(25, 8.07131, 1730.63, 233.426)
81import math
2
3def calculate_vapor_pressure(temperature, A, B, C):
4 """
5 Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
6
7 Args:
8 temperature: Temperatur i Celsius
9 A, B, C: Antoine-ligningskonstanter for stoffet
10
11 Returns:
12 Damptrykk i mmHg
13 """
14 return 10 ** (A - B / (C + temperature))
15
16# Eksempel for vann ved 25°C
17water_constants = {"A": 8.07131, "B": 1730.63, "C": 233.426}
18temperature = 25
19vapor_pressure = calculate_vapor_pressure(
20 temperature,
21 water_constants["A"],
22 water_constants["B"],
23 water_constants["C"]
24)
25print(f"Dampstrykk av vann ved {temperature}°C: {vapor_pressure:.2f} mmHg")
261/**
2 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
3 * @param {number} temperature - Temperatur i Celsius
4 * @param {number} A - Antoine konstant A
5 * @param {number} B - Antoine konstant B
6 * @param {number} C - Antoine konstant C
7 * @returns {number} Damptrykk i mmHg
8 */
9function calculateVaporPressure(temperature, A, B, C) {
10 return Math.pow(10, A - B / (C + temperature));
11}
12
13// Eksempel for etanol ved 30°C
14const ethanolConstants = {
15 A: 8.20417,
16 B: 1642.89,
17 C: 230.3
18};
19
20const temperature = 30;
21const vaporPressure = calculateVaporPressure(
22 temperature,
23 ethanolConstants.A,
24 ethanolConstants.B,
25 ethanolConstants.C
26);
27
28console.log(`Dampstrykk av etanol ved ${temperature}°C: ${vaporPressure.toFixed(2)} mmHg`);
291public class VaporPressureCalculator {
2 /**
3 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
4 *
5 * @param temperature Temperatur i Celsius
6 * @param A Antoine konstant A
7 * @param B Antoine konstant B
8 * @param C Antoine konstant C
9 * @return Damptrykk i mmHg
10 */
11 public static double calculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C) {
12 return Math.pow(10, A - B / (C + temperature));
13 }
14
15 public static void main(String[] args) {
16 // Eksempel for aceton ved 20°C
17 double temperature = 20;
18 double A = 7.11714;
19 double B = 1210.595;
20 double C = 229.664;
21
22 double vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
23 System.out.printf("Dampstrykk av aceton ved %.1f°C: %.2f mmHg%n", temperature, vaporPressure);
24 }
25}
261#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5/**
6 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
7 *
8 * @param temperature Temperatur i Celsius
9 * @param A Antoine konstant A
10 * @param B Antoine konstant B
11 * @param C Antoine konstant C
12 * @return Damptrykk i mmHg
13 */
14double calculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C) {
15 return pow(10.0, A - B / (C + temperature));
16}
17
18int main() {
19 // Eksempel for benzen ved 25°C
20 double temperature = 25.0;
21 double A = 6.90565;
22 double B = 1211.033;
23 double C = 220.79;
24
25 double vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
26
27 std::cout << "Dampstrykk av benzen ved " << temperature << "°C: "
28 << std::fixed << std::setprecision(2) << vaporPressure << " mmHg" << std::endl;
29
30 return 0;
31}
321# R-funksjon for å beregne damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
2calculate_vapor_pressure <- function(temperature, A, B, C) {
3 return(10^(A - B / (C + temperature)))
4}
5
6# Eksempel for toluen ved 30°C
7temperature <- 30
8toluene_constants <- list(A = 6.95464, B = 1344.8, C = 219.482)
9
10vapor_pressure <- calculate_vapor_pressure(
11 temperature,
12 toluene_constants$A,
13 toluene_constants$B,
14 toluene_constants$C
15)
16
17cat(sprintf("Dampstrykk av toluen ved %.1f°C: %.2f mmHg\n",
18 temperature, vapor_pressure))
191/**
2 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
3 *
4 * - Parametere:
5 * - temperature: Temperatur i Celsius
6 * - a: Antoine konstant A
7 * - b: Antoine konstant B
8 * - c: Antoine konstant C
9 * - Returnerer: Damptrykk i mmHg
10 */
11func calculateVaporPressure(temperature: Double, a: Double, b: Double, c: Double) -> Double {
12 return pow(10, a - b / (c + temperature))
13}
14
15// Eksempel for klorform ved 25°C
16let temperature = 25.0
17let a = 6.95465
18let b = 1170.966
19let c = 226.232
20
21let vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature: temperature, a: a, b: b, c: c)
22print("Dampstrykk av klorform ved \(temperature)°C: \(String(format: "%.2f", vaporPressure)) mmHg")
231using System;
2
3class VaporPressureCalculator
4{
5 /**
6 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
7 *
8 * @param temperature Temperatur i Celsius
9 * @param A Antoine konstant A
10 * @param B Antoine konstant B
11 * @param C Antoine konstant C
12 * @return Damptrykk i mmHg
13 */
14 public static double CalculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C)
15 {
16 return Math.Pow(10, A - B / (C + temperature));
17 }
18
19 static void Main(string[] args)
20 {
21 // Eksempel for dietyleter ved 20°C
22 double temperature = 20.0;
23 double A = 6.92333;
24 double B = 1064.07;
25 double C = 228.8;
26
27 double vaporPressure = CalculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
28 Console.WriteLine($"Dampstrykk av dietyleter ved {temperature}°C: {vaporPressure:F2} mmHg");
29 }
30}
311<?php
2/**
3 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
4 *
5 * @param float $temperature Temperatur i Celsius
6 * @param float $A Antoine konstant A
7 * @param float $B Antoine konstant B
8 * @param float $C Antoine konstant C
9 * @return float Damptrykk i mmHg
10 */
11function calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C) {
12 return pow(10, $A - $B / ($C + $temperature));
13}
14
15// Eksempel for metanol ved 30°C
16$temperature = 30.0;
17$A = 8.08097;
18$B = 1582.271;
19$C = 239.726;
20
21$vaporPressure = calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C);
22printf("Dampstrykk av metanol ved %.1f°C: %.2f mmHg\n", $temperature, $vaporPressure);
23?>
241package main
2
3import (
4 "fmt"
5 "math"
6)
7
8/**
9 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
10 *
11 * @param temperature Temperatur i Celsius
12 * @param A Antoine konstant A
13 * @param B Antoine konstant B
14 * @param C Antoine konstant C
15 * @return Damptrykk i mmHg
16 */
17func calculateVaporPressure(temperature, A, B, C float64) float64 {
18 return math.Pow(10, A - B/(C + temperature))
19}
20
21func main() {
22 // Eksempel for vann ved 50°C
23 temperature := 50.0
24 A := 8.07131
25 B := 1730.63
26 C := 233.426
27
28 vaporPressure := calculateVaporPressure(temperature, A, B, C)
29 fmt.Printf("Dampstrykk av vann ved %.1f°C: %.2f mmHg\n", temperature, vaporPressure)
30}
311/**
2 * Beregn damptrykk ved hjelp av Antoine-ligningen
3 *
4 * @param temperature Temperatur i Celsius
5 * @param a Antoine konstant A
6 * @param b Antoine konstant B
7 * @param c Antoine konstant C
8 * @return Damptrykk i mmHg
9 */
10fn calculate_vapor_pressure(temperature: f64, a: f64, b: f64, c: f64) -> f64 {
11 10.0_f64.powf(a - b / (c + temperature))
12}
13
14fn main() {
15 // Eksempel for aceton ved 15°C
16 let temperature = 15.0;
17 let a = 7.11714;
18 let b = 1210.595;
19 let c = 229.664;
20
21 let vapor_pressure = calculate_vapor_pressure(temperature, a, b, c);
22 println!("Dampstrykk av aceton ved {:.1}°C: {:.2} mmHg", temperature, vapor_pressure);
23}
24Dampstrykk er trykket utøvd av en damp når den er i likevekt med sin væske- eller fastfase ved en spesifikk temperatur. Det måler hvor lett et stoff fordamper—høyere damptrykk stoffer fordamper lettere enn de med lavere damptrykk.
Temperatur har en sterk positiv effekt på damptrykk. Når temperaturen øker, får molekylene mer kinetisk energi, noe som gjør at flere av dem kan overvinne intermolekylære krefter og unnslippe til gassfasen. Dette forholdet er eksponentielt snarere enn lineært, noe som er grunnen til at damptrykkskurver viser en bratt økning ved høyere temperaturer.
Dampstrykk er trykket utøvd av et spesifikt stoff sin damp når det er i likevekt med sin væske- eller fastfase. Atmosfæretrykk er det totale trykket utøvd av alle gasser i Jordens atmosfære. Når et stoff sin damptrykk er lik atmosfæretrykket, koker stoffet.
Destillasjon er avhengig av forskjeller i damptrykk mellom komponenter i en blanding. Stoffer med høyere damptrykk fordamper mer lett og kan separeres fra de med lavere damptrykk. Å forstå damptrykk hjelper med å optimalisere destillasjonsforholdene for effektiv separasjon.
Ja, damptrykk kan måles direkte ved hjelp av flere eksperimentelle metoder:
Når et stoff sin damptrykk er lik det omkringliggende atmosfæretrykket, koker stoffet. Dette er grunnen til at vann koker ved 100°C ved havnivå (hvor atmosfæretrykket er omtrent 760 mmHg) men koker ved lavere temperaturer i høyere høyder hvor atmosfæretrykket er lavere.
Antoine-ligningen gir god nøyaktighet (typisk innen 1-5%) innenfor det spesifikke temperaturintervallet for hvert stoff. Utenfor disse områdene reduseres nøyaktigheten. For høypresisjonsapplikasjoner eller ekstreme forhold kan mer komplekse ligninger som Wagner-ligningen være å foretrekke.
Vanlige enheter for damptrykk inkluderer:
Molekylstruktur påvirker damptrykk betydelig gjennom:
Denne kalkulatoren er designet for rene stoffer. For blandinger følger damptrykket Raoults lov for ideelle løsninger, hvor det delvise damptrykket av hver komponent er likt dens molfraksjon multiplisert med dens rene damptrykk. For ikke-ideelle blandinger må aktivitetskoeffisienter vurderes.
Poling, B. E., Prausnitz, J. M., & O'Connell, J. P. (2001). The Properties of Gases and Liquids (5. utg.). McGraw-Hill.
Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (8. utg.). McGraw-Hill Education.
Antoine, C. (1888). "Tensions des vapeurs: nouvelle relation entre les tensions et les températures." Comptes Rendus des Séances de l'Académie des Sciences, 107, 681-684, 778-780, 836-837.
NIST Chemistry WebBook, SRD 69. National Institute of Standards and Technology. https://webbook.nist.gov/chemistry/
Yaws, C. L. (2007). The Yaws Handbook of Vapor Pressure: Antoine Coefficients (2. utg.). Gulf Professional Publishing.
Reid, R. C., Prausnitz, J. M., & Poling, B. E. (1987). The Properties of Gases and Liquids (4. utg.). McGraw-Hill.
Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8. utg.). McGraw-Hill.
Dampstrykk Kalkulatoren gir en rask og nøyaktig måte å estimere damptrykket til ulike stoffer ved forskjellige temperaturer ved hjelp av den velkjente Antoine-ligningen. Å forstå damptrykk er avgjørende for mange applikasjoner innen kjemi, kjemisk ingeniørkunst, miljøvitenskap og sikkerhetsledelse.
Ved å bruke denne kalkulatoren kan du:
For de mest nøyaktige resultatene, sørg for at du arbeider innen det gyldige temperaturintervallet for det valgte stoffet. For spesialiserte applikasjoner som krever høyere presisjon eller for stoffer som ikke er inkludert i databasen vår, vurder å konsultere mer omfattende referansekilder eller utføre direkte eksperimentelle målinger.
Prøv vår Dampstrykk Kalkulator i dag for raskt å bestemme damptrykk for dine kjemiske applikasjoner og eksperimenter!
Oppdag flere verktøy som kan være nyttige for arbeidsflyten din