Equazione di Clausius-Clapeyron. Esercizi svolti

L’equazione di Clausius-Clapeyron può essere espressa come:

ln P2/P1 = ΔH/R ( 1/T1 – 1/T2)

Tale equazione può essere utilizzata per calcolare la pressione del vapore P2 di una sostanza ad una data temperatura T2 nota la pressione di vapore P1 ad un’altra temperatura T1 e noto il ΔH del relativo passaggio di stato liquido-vapore o solido-vapore.

Le unità di misura sono:
ΔH : J/mol

T : K

R = J mol-1K-1 = 8.31

Non vi è alcuna preclusione per l’unità di misura di P: l’unico vincolo è che P1 e P2 abbiano la stessa unità di misura.

Esercizi svolti

1)      Un liquido ha una pressione di vapore di 6.91 mm Hg a 0°C. Se tale liquido ha una temperatura di ebollizione di 105°C calcolare il calore di vaporizzazione in kJ/mol

Estrapoliamo dal testo i dati classificandoli come segue:

P1= 6.91 mm Hg; P2 = 760 mm Hg (essendosi supposto che la pressione sia quella di 1 atm); T1 = 0°C = 273.15 K; T2 = 105 °C = 378.15 K

Sostituiamo tali valori nell’equazione di Clausius-Clapeyron:

ln 6.91/760 = ΔH/ 8.31 ( 1 / 378.15 – 1/ 273.15)

ovvero

– 4.70 = ΔH/ 8.31( – 0.00102)

Moltiplichiamo ambo i membri per 8.31

-39.1 = ΔH (- 0.00102)

Dividendo per 0.00102 si ha:

ΔH = 3.83 ∙ 104 J/mol = 38.3 kJ/mol

 

2)      L’entalpia molare di vaporizzazione dell’esano vale -28.9 kJ/mol e la temperatura di ebollizione è di 68.73 °C. Calcolare la pressione di vapore dell’esano a 25.00 °C

T1 = 25.00 °C = 298.15 K; P2 = 760 mm Hg; T2 = 68.73 °C = 341.88 K; ΔH = 28900 J/mol

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Author: Chimicamo

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