物理化学 4章

物理化学
4章
4.3
FUT 原道寛
名列＿＿＿氏名＿＿＿＿＿＿＿
水の分子式
エタノールの分子式
ジエチルエーテルの分子式
4章物質の状態と分子間力
4.1
• 分子間の引力
4.2
• 気体の液化―臨界状態ー
4.3
• 液体の蒸気圧
4.4
• 固体の融解・昇華
4.5
• 状態図
4.6
• 固体の内部
4.6.1結晶構造
4.6.2結晶と液体の間：ガラスと液晶
4-3液体の蒸気圧
A
凝縮（condensation）
C
平衡（equilibrium)
気体
液体
B
蒸発（vaporization）
この時に示す気体の圧力：
D
蒸気圧(vapor
pressure)
G
E
F
H
I
液体の蒸気圧が大きいとは？
4-3液体の蒸気圧
蒸発する速さが大きい時
A
• その速さにつり合う凝縮速度を獲得
B
C
• 蒸発して発生してくる気体の濃度が十分大きく
D
E
• 液体の表面に多くの気体分子が衝突する必要
気体の濃度が大きいとき
F
• 蒸気圧が大きい。
4-3液体の蒸気圧
液体の蒸発する速さ＆蒸気圧の大きさ
• 及ぼす因子：分子間引力、温度
A
B
分子間引力の大きい液体
C
• 大きな運動エネルギーをもつ分子のみが
D
分子間の束縛を断ち切り気体になる。
E
• 蒸発する速度は遅くなる
F
• 蒸気圧が小さくなる。
分子間引力の小さい液体
H
G
• 小さな運動エネルギーをもつ分子でも容易に気体になる。
I
• 蒸発圧が大きくなる。
高い温度のとき
J
K
• 大きな運動エネルギーをもつ分子の割合が高くなることから、
L
M
• 蒸発速度が大きくなり、蒸気圧は高くなる。
4-3液体の蒸気圧
液体の蒸気圧を簡単に測定するには
A
• 水銀が入り密封されたU字管の片方の水銀表面
B
に液体を浮かべる方法
C
• 真空に置かれれば液体は蒸発し、その蒸気は
D
平衡になる。
E
F
• この時の蒸気圧に相当する分だけの水銀柱を
G
押し下げるから、水銀柱の高さの差が蒸気圧に
対応している。
4-3液体の蒸気圧
水
エタノー
ル
ジエチル
エーテル
• 24 mmHg
A
• 大きな水素結合があるため、
B
C
大きな分子間引力⇒蒸気圧小さい
• 56 mmHg
D
• 水素結合をもつため、
E
→蒸気圧は大きくならない
• 540 mmHg
G
F
• 極性はない＆比較的弱いロンドン力のみな
H
ので分子間引力は弱い
I
→蒸気圧が大きくなる
4-3液体の蒸気圧
蒸気圧をいろいろな温度で測定し、プロット
A
• 蒸気圧曲線(Vapor
pressure curve)
B
• 温度の上昇とともに蒸気圧は上がる
4-3液体の蒸気圧
一定の圧力下で液体の温度上昇
A
B
蒸気圧＝外圧
の温度に到達
C
液体の内部に気泡が生じる
D
E
継続的に蒸発が起こる＝沸騰
F
沸点(boiling
point)：1 atmの時の沸
G
点：標準沸点(normal
boiling point)
4-3液体の蒸気圧
A
液体が全部蒸発するまでの温度は一定
B
この時吸収される熱：蒸発熱(heat
of
vaporization)
C
＝蒸発エンタルピー（enthalpy
of vaporization）
蒸発エンタルピーの大きさは
分子間引力の目安
D
分子間引力が大きければ、液体が気体
E
にかわる時に分子の束縛をきるのに
F
大きいエネルギーが必要になる。
4-3液体の蒸気圧
データ処理すると
A
• ln p と 1/T は直線関係
ΔHvap：液体のモル蒸発エンタルピー
B
T1,T2における蒸気圧をp1,p2とすると、
C
D
• これは、外圧と沸点の
関係を表している。
クラウジウスークラペイロンの式
Clausius - Clapeyron equation
A
Vg, Vl 気体と液体のモル体積
Vg>>VlからVlを省略し、理想気体の状態式に適応
B
C
小テスト4-3
名列番号＿＿
氏名＿＿＿＿＿＿＿＿＿
水の分子式
エタノールの分子式
ジエチルエーテルの分子式
4-３の問題：水・エタノール・ジエチルエーテルの蒸気
圧が違う理由を「分子間引力」の単語を入れて、説明
せよ。(1文字：0.1pt=10pt)

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