Calculadora de Pressió de Vapor: Estimeu la Volatilitat de les Substàncies

Calculeu la pressió de vapor de substàncies comunes a diferents temperatures mitjançant l'equació d'Antoine. Essencial per a aplicacions en química, enginyeria química i termodinàmica.

Estimador de Pressió de Vapor

Selecciona la Substància

H₂O - Un líquid incolor i inodor essencial per a la vida

Temperatura

°C

Rang vàlid: 1°C a 100°C

Pressió de Vapor

Copia

N/DmmHg

Fórmula de Càlcul

Equació d'Antoine:

log₁₀(P) = 8.07131 - 1730.63/(233.426 + T)

Pressió de Vapor vs Temperatura

Loading chart...

El gràfic mostra la variació de la pressió de vapor amb la temperatura

📚

Documentació

Calculadora de Pressió de Vapor: Estimació Precisa de la Pressió de Vapor de Substàncies

Introducció a la Pressió de Vapor

La pressió de vapor és una propietat física fonamental que representa la pressió exercida per un vapor en equilibri termodinàmic amb les seves fases condensades (sòlida o líquida) a una temperatura donada. Aquesta calculadora de pressió de vapor proporciona una manera simple però potent d'estimar la pressió de vapor de diverses substàncies a diferents temperatures mitjançant l'equació d'Antoine. Tant si ets un estudiant de química, tècnic de laboratori o enginyer químic, entendre la pressió de vapor és essencial per predir el comportament de fase, dissenyar processos de destil·lació i garantir la seguretat en el maneig químic.

La calculadora et permet seleccionar entre substàncies comunes, incloent aigua, alcohols i solvents orgànics, i calcula instantàniament la pressió de vapor a la temperatura especificada. En visualitzar la relació entre temperatura i pressió de vapor, pots entendre millor les característiques de volatilitat de les diferents substàncies i prendre decisions informades en les teves aplicacions científiques o d'enginyeria.

La Ciència Darrere de la Pressió de Vapor

La pressió de vapor és una mesura de la tendència d'una substància a evaporar-se. A qualsevol temperatura donada, les molècules de la superfície d'un líquid tenen energies variables. Aquelles amb energia suficient poden superar les forces intermoleculars que les mantenen en l'estat líquid i escapar a la fase gasosa. A mesura que la temperatura augmenta, més molècules guanyen prou energia per escapar, resultant en una pressió de vapor més alta.

Equació d'Antoine per al Càlcul de la Pressió de Vapor

La calculadora utilitza l'equació d'Antoine, una correlació semi-empírica derivada de la relació de Clausius-Clapeyron. Aquesta equació proporciona un mètode precís per calcular la pressió de vapor dins de rangs de temperatura específics:

$\log_{10}(P) = A - \frac{B}{C + T}$

On:

$P$ és la pressió de vapor (en mmHg)
$T$ és la temperatura (en °C)
$A$ , $B$ i $C$ són constants específiques de la substància determinades experimentalment

Els paràmetres de l'equació d'Antoine varien per a cada substància i són vàlids només dins de rangs de temperatura específics. Fora d'aquests rangs, l'equació pot produir resultats inexactes a causa dels canvis en les propietats físiques de la substància.

Constants d'Antoine per a Substàncies Comunes

La calculadora inclou constants d'Antoine per a diverses substàncies comunes:

Substància	A	B	C	Rango de Temperatura Vàlid (°C)
Aigua	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
Acetona	7.11714	1210.595	229.664	0-100
Benzen	6.90565	1211.033	220.79	8-100
Tolú	6.95464	1344.8	219.482	10-100
Cloroform	6.95465	1170.966	226.232	0-100
Èter Dietílic	6.92333	1064.07	228.8	0-100

Aquestes constants s'han determinat mitjançant mesures experimentals curoses i proporcionen estimacions precises de la pressió de vapor dins dels seus rangs de temperatura especificats.

Visualització de la Pressió de Vapor

Temperatura (°C) Pressió de Vapor (mmHg)

Aigua Etanol Acetona 760 mmHg (1 atm) 25°C 50°C 75°C 100°C

El gràfic anterior il·lustra com la pressió de vapor augmenta exponencialment amb la temperatura per a tres substàncies comunes: aigua, etanol i acetona. La línia discontínua horitzontal representa la pressió atmosfèrica (760 mmHg), en la qual el substància bullirà. Observa com l'acetona arriba a aquest punt a una temperatura molt més baixa que l'aigua, explicant per què bull més ràpidament a temperatura ambient.

Com Utilitzar la Calculadora de Pressió de Vapor

La nostra calculadora de pressió de vapor està dissenyada amb simplicitat i precisió en ment. Segueix aquests passos per calcular la pressió de vapor de la substància seleccionada:

Selecciona una Substància: Tria del menú desplegable de substàncies disponibles, incloent aigua, alcohols i solvents comuns.
Introdueix la Temperatura: Escriu la temperatura (en °C) a la qual vols calcular la pressió de vapor. Assegura't que la temperatura estigui dins del rang vàlid per a la substància seleccionada.
Veure Resultats: La calculadora mostrarà instantàniament:
- La pressió de vapor calculada en mmHg
- L'equació d'Antoine amb les constants específiques per a la substància seleccionada
- Un gràfic visual que mostra la corba de pressió de vapor a través de les temperatures
Analitza el Gràfic: El gràfic interactiu mostra com canvia la pressió de vapor amb la temperatura per a la substància seleccionada. El punt de temperatura i pressió actual es destaca en vermell.
Copia Resultats: Utilitza el botó "Copia" per copiar la pressió de vapor calculada al teu porta-retalls per a l'ús en informes o càlculs addicionals.

Si introdueixes una temperatura fora del rang vàlid per a la substància seleccionada, la calculadora mostrarà un missatge d'error indicant el rang de temperatura vàlid.

Exemple de Càlcul Pas a Pas

Calculem la pressió de vapor de l'aigua a 25°C utilitzant l'equació d'Antoine:

Identifica les constants d'Antoine per a l'aigua:
- A = 8.07131
- B = 1730.63
- C = 233.426
Substitueix aquests valors a l'equació d'Antoine: $\log_{10}(P) = A - \frac{B}{C + T}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{233.426 + 25}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{258.426}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - 6.6968$ $\log_{10}(P) = 1.3745$
Calcula la pressió de vapor prenent l'antilòg: $P = 10^{1.3745}$ $P = 23.7 \text{ mmHg}$

Per tant, la pressió de vapor de l'aigua a 25°C és aproximadament 23.7 mmHg. Aquest valor relativament baix explica per què l'aigua s'evapora lentament a temperatura ambient en comparació amb substàncies més volàtils com l'acetona o l'etanol.

Entenent els Resultats de la Pressió de Vapor

La calculadora proporciona la pressió de vapor en mil·límetres de mercuri (mmHg), una unitat comuna per a les mesures de pressió de vapor. Aquí tens com interpretar els resultats:

Pressió de vapor més alta indica una substància més volàtil que s'evapora més fàcilment a una temperatura donada.
Pressió de vapor més baixa indica una substància menys volàtil que roman en forma líquida més fàcilment.
Punt d'ebullició normal ocorre quan la pressió de vapor és igual a la pressió atmosfèrica (760 mmHg al nivell del mar).

Per exemple, a 25°C:

L'aigua té una pressió de vapor d'aproximadament 23.8 mmHg
L'etanol té una pressió de vapor d'aproximadament 59.0 mmHg
L'acetona té una pressió de vapor d'aproximadament 229.5 mmHg

Això explica per què l'acetona s'evapora molt més ràpidament que l'aigua a temperatura ambient.

Implementació de l'Aplicació Mòbil

L'aplicació mòbil Estimador de Pressió de Vapor presenta una interfície neta i intuïtiva dissenyada per a plataformes tant iOS com Android. L'aplicació segueix principis de disseny minimalista amb dos camps d'entrada principals:

Selecció de Substància: Un menú desplegable que permet als usuaris seleccionar entre substàncies comunes, incloent aigua, alcohols i solvents orgànics.
Entrada de Temperatura: Un camp d'entrada numèrica on els usuaris poden introduir la temperatura en graus Celsius.

Després d'introduir aquests valors, l'aplicació calcula i mostra instantàniament la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine. La pantalla de resultats mostra:

La pressió de vapor calculada en mmHg
Una representació visual de on cau aquest valor a la corba de pressió de vapor
El rang de temperatura vàlid per a la substància seleccionada

L'aplicació funciona sense connexió i requereix recursos del sistema mínims, cosa que la fa accessible en una àmplia gamma de dispositius mòbils. La interfície està optimitzada per a l'operació amb una sola mà, amb grans punts de toc i text clar i llegible.

Característiques de l'Aplicació Mòbil

Disseny Minimalista: Interfície neta amb només els elements essencials per mantenir el focus en el càlcul
Càlcul en Temps Real: Els resultats s'actualitzen instantàniament a mesura que els usuaris ajusten la temperatura o canvien les substàncies
Funcionalitat Sense Connexió: No es requereix connexió a Internet per a càlculs
Desa Favorits: Marca combinacions de substància/temperatura utilitzades amb freqüència
Conversió d'Unitats: Alterna entre diferents unitats de pressió (mmHg, kPa, atm, psi)
Mode Fosc: Reducció de l'estrès ocular en entorns de poca llum
Accessibilitat: Suport per a lectors de pantalla i mida de text dinàmica

L'aplicació prioritza la simplicitat i la precisió, evitant característiques innecessàries que podrien complicar l'experiència de l'usuari. Això s'alinea amb els principis de disseny bàsics de proporcionar una eina senzilla per a estimacions ràpides de pressió de vapor en moviment.

Aplicacions Pràctiques dels Càlculs de Pressió de Vapor

Entendre i calcular la pressió de vapor té nombroses aplicacions pràctiques en diversos camps:

Enginyeria Química i Disseny de Processos

Disseny de Processos de Destil·lació: Les diferències de pressió de vapor entre components permeten la separació en columnes de destil·lació. Els enginyers utilitzen dades de pressió de vapor per determinar les condicions d'operació i les especificacions de la columna.
Processos d'Evaporació i Assecat: Calcular la pressió de vapor ajuda a optimitzar els processos d'assecat predint les taxes d'evaporació a diferents temperatures.
Disseny de Dipòsits d'Almacenament: El disseny adequat de dipòsits d'emmagatzematge per a líquids volàtils requereix entendre la pressió de vapor per prevenir l'excés de pressió.

Ciència Ambiental

Modelatge de Contaminació Atmosfèrica: Les dades de pressió de vapor ajuden a predir com els productes químics es dividiran entre l'aire i l'aigua en el medi ambient.
Tractament d'Aigua: Entendre la pressió de vapor dels contaminants ajuda a dissenyar processos d'airejament efectius per a la purificació de l'aigua.

Indústria Farmacèutica

Formulació de Medicaments: La pressió de vapor afecta l'estabilitat i la vida útil dels medicaments líquids i determina els requisits d'envasament adequats.
Processos de Liofilització: Els processos de liofilització depenen de l'entendre el comportament de la pressió de vapor de l'aigua i els solvents a diferents temperatures.

Aplicacions de Laboratori

Destil·lació al Vacu: Calcular la pressió de vapor a pressions reduïdes ajuda a determinar les condicions adequades per a la destil·lació al buit.
Evaporació Rotativa: Optimitzar la configuració de l'evaporador rotatiu basant-se en la pressió de vapor del solvent millora l'eficiència i evita el bumping.
Emmagatzematge de Productes Químics Volàtils: Les condicions d'emmagatzematge adequades per a productes químics volàtils es determinen en funció de les seves característiques de pressió de vapor.

Aplicacions de Seguretat

Maneig de Materials Perillosos: Les dades de pressió de vapor són crucials per avaluar els riscos d'incendi i explosió de substàncies volàtils.
Selecció de Respiradors: Es selecciona la protecció respiratòria adequada en funció de la pressió de vapor dels productes químics perillosos.

Mètodes Alternatius per a la Determinació de la Pressió de Vapor

Si bé l'equació d'Antoine proporciona una bona precisió per a moltes aplicacions, existeixen mètodes alternatius per determinar la pressió de vapor:

Equació de Clausius-Clapeyron: Una equació termodinàmica més fonamental que relaciona la pressió de vapor amb la temperatura, l'entalpia de vaporització i la constant dels gasos.
Equació de Wagner: Ofereix una precisió millorada sobre rangs de temperatura més amplis però requereix més paràmetres.
Mesura Directa: Mètodes experimentals com l'isoteniscòpia, l'ebuliometria o tècniques de saturació de gas proporcionen mesures directes de la pressió de vapor.
Mètodes de Contribució de Grups: Aquests mètodes estimen la pressió de vapor en funció de l'estructura molecular quan no hi ha dades experimentals disponibles.
Química Computacional: Els mètodes de simulació molecular poden predir la pressió de vapor a partir de principis primers.

Desenvolupament Històric del Càlcul de la Pressió de Vapor

El concepte de pressió de vapor ha evolucionat significativament al llarg dels segles:

Primeres Observacions (segle XVII-XVIII): Científics com Robert Boyle i Jacques Charles van observar la relació entre pressió, volum i temperatura dels gasos, però encara no van formalitzar els conceptes de pressió de vapor.
Llei de Pressions Parcials de Dalton (1801): John Dalton va proposar que la pressió total d'una mescla de gasos és igual a la suma de les pressions que cada gas exerciria si ocupés el volum sol, establint les bases per entendre la pressió de vapor.
Equació de Clausius-Clapeyron (1834): Benoît Paul Émile Clapeyron i més tard Rudolf Clausius van desenvolupar una base teòrica que relaciona la pressió de vapor amb la temperatura i la calor de vaporització.
Equació d'Antoine (1888): Louis Charles Antoine va desenvolupar la seva equació simplificada per calcular la pressió de vapor, que continua sent àmpliament utilitzada avui dia per la seva pràctica combinació de simplicitat i precisió.
Desenvolupaments Moderns (segle XX en endavant): S'han desenvolupat equacions més sofisticades com l'equació de Wagner i mètodes computacionals per a una major precisió a través de rangs de temperatura més amplis.
Mètodes Computacionals (segle XXI): Tècniques avançades de química computacional ara permeten predir la pressió de vapor a partir de l'estructura molecular i principis primers.

Exemple de Codi per al Càlcul de la Pressió de Vapor

Aquí tens exemples de com implementar l'equació d'Antoine per al càlcul de la pressió de vapor en diversos llenguatges de programació:

1' Funció d'Excel per calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
2Function PressioVapor(temperatura As Double, A As Double, B As Double, C As Double) As Double
3    PressioVapor = 10 ^ (A - B / (C + temperatura))
4End Function
5
6' Exemple d'ús per a l'aigua a 25°C
7' =PressioVapor(25, 8.07131, 1730.63, 233.426)
8

1import math
2
3def calcular_pressio_vapor(temperatura, A, B, C):
4    """
5    Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
6    
7    Args:
8        temperatura: Temperatura en graus Celsius
9        A, B, C: Constants de l'equació d'Antoine per a la substància
10        
11    Returns:
12        Pressió de vapor en mmHg
13    """
14    return 10 ** (A - B / (C + temperatura))
15
16# Exemple per a l'aigua a 25°C
17constants_aigua = {"A": 8.07131, "B": 1730.63, "C": 233.426}
18temperatura = 25
19pressio_vapor = calcular_pressio_vapor(
20    temperatura, 
21    constants_aigua["A"], 
22    constants_aigua["B"], 
23    constants_aigua["C"]
24)
25print(f"Pressió de vapor de l'aigua a {temperatura}°C: {pressio_vapor:.2f} mmHg")
26

1/**
2 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
3 * @param {number} temperatura - Temperatura en graus Celsius
4 * @param {number} A - Constant d'Antoine A
5 * @param {number} B - Constant d'Antoine B
6 * @param {number} C - Constant d'Antoine C
7 * @returns {number} Pressió de vapor en mmHg
8 */
9function calcularPressioVapor(temperatura, A, B, C) {
10  return Math.pow(10, A - B / (C + temperatura));
11}
12
13// Exemple per a l'etanol a 30°C
14const constants_etanol = {
15  A: 8.20417,
16  B: 1642.89,
17  C: 230.3
18};
19
20const temperatura = 30;
21const pressioVapor = calcularPressioVapor(
22  temperatura,
23  constants_etanol.A,
24  constants_etanol.B,
25  constants_etanol.C
26);
27
28console.log(`Pressió de vapor de l'etanol a ${temperatura}°C: ${pressioVapor.toFixed(2)} mmHg`);
29

1public class CalculadoraPressioVapor {
2    /**
3     * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
4     * 
5     * @param temperatura Temperatura en graus Celsius
6     * @param A Constant d'Antoine A
7     * @param B Constant d'Antoine B
8     * @param C Constant d'Antoine C
9     * @return Pressió de vapor en mmHg
10     */
11    public static double calcularPressioVapor(double temperatura, double A, double B, double C) {
12        return Math.pow(10, A - B / (C + temperatura));
13    }
14    
15    public static void main(String[] args) {
16        // Exemple per a l'acetona a 20°C
17        double temperatura = 20;
18        double A = 7.11714;
19        double B = 1210.595;
20        double C = 229.664;
21        
22        double pressioVapor = calcularPressioVapor(temperatura, A, B, C);
23        System.out.printf("Pressió de vapor de l'acetona a %.1f°C: %.2f mmHg%n", temperatura, pressioVapor);
24    }
25}
26

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5/**
6 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
7 * 
8 * @param temperatura Temperatura en graus Celsius
9 * @param A Constant d'Antoine A
10 * @param B Constant d'Antoine B
11 * @param C Constant d'Antoine C
12 * @return Pressió de vapor en mmHg
13 */
14double calcularPressioVapor(double temperatura, double A, double B, double C) {
15    return pow(10.0, A - B / (C + temperatura));
16}
17
18int main() {
19    // Exemple per al benzen a 25°C
20    double temperatura = 25.0;
21    double A = 6.90565;
22    double B = 1211.033;
23    double C = 220.79;
24    
25    double pressioVapor = calcularPressioVapor(temperatura, A, B, C);
26    
27    std::cout << "Pressió de vapor del benzen a " << temperatura << "°C: " 
28              << std::fixed << std::setprecision(2) << pressioVapor << " mmHg" << std::endl;
29    
30    return 0;
31}
32

1# Funció R per calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
2calcular_pressio_vapor <- function(temperatura, A, B, C) {
3  return(10^(A - B / (C + temperatura)))
4}
5
6# Exemple per al tolú a 30°C
7temperatura <- 30
8constants_tolu <- list(A = 6.95464, B = 1344.8, C = 219.482)
9
10pressio_vapor <- calcular_pressio_vapor(
11  temperatura, 
12  constants_tolu$A, 
13  constants_tolu$B, 
14  constants_tolu$C
15)
16
17cat(sprintf("Pressió de vapor del tolú a %.1f°C: %.2f mmHg\n", 
18            temperatura, pressio_vapor))
19

1/**
2 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
3 * 
4 * - Parameters:
5 *   - temperatura: Temperatura en graus Celsius
6 *   - a: Constant d'Antoine A
7 *   - b: Constant d'Antoine B
8 *   - c: Constant d'Antoine C
9 * - Returns: Pressió de vapor en mmHg
10 */
11func calcularPressioVapor(temperatura: Double, a: Double, b: Double, c: Double) -> Double {
12    return pow(10, a - b / (c + temperatura))
13}
14
15// Exemple per al cloroform a 25°C
16let temperatura = 25.0
17let a = 6.95465
18let b = 1170.966
19let c = 226.232
20
21let pressioVapor = calcularPressioVapor(temperatura: temperatura, a: a, b: b, c: c)
22print("Pressió de vapor del cloroform a \(temperatura)°C: \(String(format: "%.2f", pressioVapor)) mmHg")
23

1using System;
2
3class CalculadoraPressioVapor
4{
5    /**
6     * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
7     * 
8     * @param temperatura Temperatura en graus Celsius
9     * @param A Constant d'Antoine A
10     * @param B Constant d'Antoine B
11     * @param C Constant d'Antoine C
12     * @return Pressió de vapor en mmHg
13     */
14    public static double CalcularPressioVapor(double temperatura, double A, double B, double C)
15    {
16        return Math.Pow(10, A - B / (C + temperatura));
17    }
18    
19    static void Main(string[] args)
20    {
21        // Exemple per a l'èter dietílic a 20°C
22        double temperatura = 20.0;
23        double A = 6.92333;
24        double B = 1064.07;
25        double C = 228.8;
26        
27        double pressioVapor = CalcularPressioVapor(temperatura, A, B, C);
28        Console.WriteLine($"Pressió de vapor de l'èter dietílic a {temperatura}°C: {pressioVapor:F2} mmHg");
29    }
30}
31

1<?php
2/**
3 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
4 * 
5 * @param float $temperatura Temperatura en graus Celsius
6 * @param float $A Constant d'Antoine A
7 * @param float $B Constant d'Antoine B
8 * @param float $C Constant d'Antoine C
9 * @return float Pressió de vapor en mmHg
10 */
11function calcularPressioVapor($temperatura, $A, $B, $C) {
12    return pow(10, $A - $B / ($C + $temperatura));
13}
14
15// Exemple per al metanol a 30°C
16$temperatura = 30.0;
17$A = 8.08097;
18$B = 1582.271;
19$C = 239.726;
20
21$pressioVapor = calcularPressioVapor($temperatura, $A, $B, $C);
22printf("Pressió de vapor del metanol a %.1f°C: %.2f mmHg\n", $temperatura, $pressioVapor);
23?>
24

1package main
2
3import (
4    "fmt"
5    "math"
6)
7
8/**
9 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
10 * 
11 * @param temperatura Temperatura en graus Celsius
12 * @param A Constant d'Antoine A
13 * @param B Constant d'Antoine B
14 * @param C Constant d'Antoine C
15 * @return Pressió de vapor en mmHg
16 */
17func calcularPressioVapor(temperatura, A, B, C float64) float64 {
18    return math.Pow(10, A - B/(C + temperatura))
19}
20
21func main() {
22    // Exemple per a l'aigua a 50°C
23    temperatura := 50.0
24    A := 8.07131
25    B := 1730.63
26    C := 233.426
27    
28    pressioVapor := calcularPressioVapor(temperatura, A, B, C)
29    fmt.Printf("Pressió de vapor de l'aigua a %.1f°C: %.2f mmHg\n", temperatura, pressioVapor)
30}
31

1/**
2 * Calcular la pressió de vapor utilitzant l'equació d'Antoine
3 * 
4 * @param temperatura Temperatura en graus Celsius
5 * @param a Constant d'Antoine A
6 * @param b Constant d'Antoine B
7 * @param c Constant d'Antoine C
8 * @return Pressió de vapor en mmHg
9 */
10fn calcular_pressio_vapor(temperatura: f64, a: f64, b: f64, c: f64) -> f64 {
11    10.0_f64.powf(a - b / (c + temperatura))
12}
13
14fn main() {
15    // Exemple per a l'acetona a 15°C
16    let temperatura = 15.0;
17    let a = 7.11714;
18    let b = 1210.595;
19    let c = 229.664;
20    
21    let pressio_vapor = calcular_pressio_vapor(temperatura, a, b, c);
22    println!("Pressió de vapor de l'acetona a {:.1}°C: {:.2} mmHg", temperatura, pressio_vapor);
23}
24

Preguntes Freqüents sobre la Pressió de Vapor

Què és la pressió de vapor en termes simples?

La pressió de vapor és la pressió exercida pel vapor quan està en equilibri amb la seva fase líquida o sòlida a una temperatura específica. Mesura com de readily una substància s'evapora: les substàncies amb una pressió de vapor més alta s'evaporen més fàcilment que aquelles amb una pressió de vapor més baixa.

Com afecta la temperatura la pressió de vapor?

La temperatura té un fort efecte positiu sobre la pressió de vapor. A mesura que la temperatura augmenta, les molècules guanyen més energia cinètica, permetent que més d'elles superin les forces intermoleculars i escapin a la fase gasosa. Aquesta relació és exponencial en lloc de lineal, per això les corbes de pressió de vapor mostren un augment pronunciada a temperatures més altes.

Quina és la diferència entre pressió de vapor i pressió atmosfèrica?

La pressió de vapor és la pressió exercida pel vapor d'una substància específica quan està en equilibri amb la seva fase líquida o sòlida. La pressió atmosfèrica és la pressió total exercida per tots els gasos a l'atmosfera de la Terra. Quan la pressió de vapor d'una substància és igual a la pressió atmosfèrica, la substància bullirà.

Per què és important la pressió de vapor en els processos de destil·lació?

La destil·lació depèn de les diferències en les pressions de vapor entre components en una mescla. Les substàncies amb pressions de vapor més altes s'evaporitzaran més fàcilment i es poden separar de les que tenen pressions de vapor més baixes. Entendre la pressió de vapor ajuda a optimitzar les condicions de destil·lació per a una separació eficient.

Es pot mesurar directament la pressió de vapor?

Sí, la pressió de vapor es pot mesurar directament mitjançant diversos mètodes experimentals:

Mètode d'isoteniscòpia
Mètode estàtic (mètode manomètric)
Mètode dinàmic (mètode del punt d'ebullició)
Mètode de saturació de gas
Mètode d'efusió de Knudsen

Què passa quan la pressió de vapor és igual a la pressió atmosfèrica?

Quan la pressió de vapor d'una substància és igual a la pressió atmosfèrica circumdant, la substància bullirà. És per això que l'aigua bull a 100°C al nivell del mar (on la pressió atmosfèrica és aproximadament 760 mmHg) però bull a temperatures més baixes a altituds més altes on la pressió atmosfèrica és més baixa.

Quina precisió té l'equació d'Antoine per calcular la pressió de vapor?

L'equació d'Antoine proporciona una bona precisió (normalment dins del 1-5%) dins del rang de temperatura especificat per a cada substància. Fora d'aquests rangs, la precisió disminueix. Per a aplicacions d'alta precisió o condicions extremes, poden preferir-se equacions més complexes com l'equació de Wagner.

Quines unitats s'utilitzen comunament per a la pressió de vapor?

Les unitats comunes per a la pressió de vapor inclouen:

Mil·límetres de mercuri (mmHg)
Torr (1 Torr = 1 mmHg)
Pascals (Pa) o quilopascals (kPa)
Atmosferes (atm)
Llibres per polzada quadrada (psi)

Com afecta l'estructura molecular a la pressió de vapor?

L'estructura molecular afecta significativament la pressió de vapor a través de:

Pes molecular: les molècules més pesades generalment tenen pressions de vapor més baixes
Forces intermoleculars: forces més fortes (enllaços d'hidrogen, interaccions dipol-dipol) resulten en pressions de vapor més baixes
Forma molecular: les molècules més compactes sovint tenen pressions de vapor més altes que les allargades
Grups funcionals: els grups polars com -OH normalment redueixen la pressió de vapor

Puc utilitzar aquesta calculadora per a mescles de substàncies?

Aquesta calculadora està dissenyada per a substàncies puras. Per a mescles, la pressió de vapor segueix la Llei de Raoult per a solucions ideals, on la pressió de vapor parcial de cada component és igual a la seva fracció molar multiplicada per la seva pressió de vapor pura. Per a mescles no ideals, cal considerar els coeficients d'activitat.

Referències

Poling, B. E., Prausnitz, J. M., & O'Connell, J. P. (2001). The Properties of Gases and Liquids (5a ed.). McGraw-Hill.
Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (8a ed.). 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 (2a ed.). Gulf Professional Publishing.
Reid, R. C., Prausnitz, J. M., & Poling, B. E. (1987). The Properties of Gases and Liquids (4a ed.). McGraw-Hill.
Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8a ed.). McGraw-Hill.

Conclusió

La Calculadora de Pressió de Vapor proporciona una manera ràpida i precisa d'estimar la pressió de vapor de diverses substàncies a diferents temperatures mitjançant l'equació d'Antoine ben establerta. Entendre la pressió de vapor és crucial per a nombroses aplicacions en química, enginyeria química, ciència ambiental i gestió de seguretat.

Mitjançant l'ús d'aquesta calculadora, pots:

Predir el comportament de fase de les substàncies
Dissenyar processos de destil·lació i separació eficients
Avaluar riscos de seguretat associats amb productes químics volàtils
Optimitzar les condicions d'emmagatzematge per a productes químics
Entendre millor els fenòmens d'evaporació i condensació

Per als resultats més precisos, assegura't de treballar dins del rang vàlid per a la substància seleccionada. Per a aplicacions especialitzades que requereixin una major precisió o per a substàncies que no estiguin incloses a la nostra base de dades, considera consultar fonts de referència més completes o realitzar mesures experimentals directes.

Prova la nostra Calculadora de Pressió de Vapor avui per determinar ràpidament les pressions de vapor per a les teves aplicacions i experiments químics!

💬