PEMALAR ANTOINE: FORMULA, PERSAMAAN, CONTOH - FIZIKAL - 2026

The pemalar Antoine tiga parameter yang muncul di hubungan empirikal antara tekanan wap tepu dan suhu bagi bahan tulen. Mereka bergantung pada setiap bahan dan dianggap tetap dalam julat suhu tertentu.

Di luar julat itu, pemalar Antoine mengubah nilainya. Pemalar berkaitan dengan persamaan yang dibuat pada tahun 1888 oleh jurutera Perancis Louis Charles Antoine (1825-1897).

Rajah 1. Tekanan wap sebagai fungsi suhu. Sumber: wikimedia commons

Formula dan persamaan

Cara yang paling biasa untuk menyatakan fungsi Antoine adalah:

Dalam formula ini P mewakili tekanan wap tepu dinyatakan dalam milimeter merkuri (mmHg), T adalah suhu yang merupakan pemboleh ubah tidak bersandar dan dinyatakan dalam ℃.

A, B dan C adalah pemalar atau parameter formula Antoine.

Kepentingan formula ini, yang walaupun bersifat empirikal, memberikan ungkapan analitis sederhana yang dapat digunakan dengan mudah dalam pengiraan termodinamik.

Rumus Antoine tidak unik, ada ungkapan yang lebih tepat yang merupakan lanjutan dari formula ini, tetapi dengan kekurangannya mereka mempunyai enam atau lebih parameter dan ungkapan matematiknya lebih kompleks, yang menjadikannya tidak praktikal untuk digunakan dalam pengiraan termodinamik.

Wap ketepuan

Oleh kerana formula Antoine mengukur tekanan wap tepu, adalah perlu untuk menjelaskan apa yang terdiri daripada.

Cecair dimasukkan ke dalam ampul kaca atau bekas lain. Semua udara dikeluarkan dari lepuh. Pemasangan diletakkan di dalam mandi termal sehingga keseimbangan tercapai.

Pada mulanya semuanya cair, tetapi kerana terdapat kekosongan, molekul yang lebih cepat mula meninggalkan cecair membentuk gas bahan yang sama dengan cecair.

Proses sebelumnya adalah penyejatan dan ketika berlaku tekanan wap meningkat.

Sebilangan molekul wap kehilangan tenaga dan bergabung semula dengan fasa cecair bahan, ini adalah proses pemeluwapan.

Kemudian dua proses berlaku secara serentak, penyejatan dan pemeluwapan. Apabila sebilangan molekul yang sama meninggalkan cecair yang dimasukkan ke dalamnya, keseimbangan dinamik dicapai dan pada masa ini tekanan wap maksimum yang dikenali sebagai tekanan tepu berlaku.

Tekanan tepu wap inilah yang diramalkan oleh formula Antoine untuk setiap bahan dan setiap suhu.

Dalam beberapa pepejal fenomena serupa berlaku ketika pergi dari fasa pepejal ke gas secara langsung tanpa melalui fasa cair, dalam kes ini tekanan wap tepu juga dapat diukur.

Tidak mudah untuk menetapkan model teori bermula dari prinsip pertama kerana perubahan dalam tenaga kinetik molekul terlibat, yang boleh menjadi translasi, putaran dan getaran, dengan tenaga dalaman ikatan molekul. Atas sebab inilah praktiknya formula empirik digunakan.

Bagaimanakah pemalar Antoine dikira?

Tidak ada kaedah teori untuk mendapatkan pemalar Antoine, kerana ini adalah hubungan empirikal.

Mereka diperoleh dari data eksperimen setiap bahan dan menyesuaikan tiga parameter A, B dan C, sehingga mereka meminimumkan perbezaan kuadratik (kaedah kuadrat terkecil) ramalan dengan data eksperimen.

Bagi pengguna akhir, yang umumnya merupakan jurutera kimia, terdapat jadual dalam manual kimia di mana pemalar ini diberikan untuk setiap bahan yang menunjukkan julat suhu maksimum dan minimum di mana ia boleh digunakan.

Terdapat juga perkhidmatan dalam talian yang tersedia yang memberikan nilai pemalar A, B dan C seperti halnya DDBST GmbH Onlines Services.

Untuk bahan yang sama mungkin terdapat lebih dari satu julat suhu yang sah. Kemudian bergantung pada julat kerja, satu atau kumpulan pemalar lain dipilih.

Kesukaran dapat muncul jika julat suhu kerja antara dua julat kesahan pemalar, kerana ramalan tekanan formula tidak bertepatan di zon sempadan.

Contoh

Contoh 1

Cari tekanan wap air pada 25 ℃.

Penyelesaian

Mari kita mengira eksponen pertama: 1.374499

P = 10 ^ 1.374499 = 23.686 mmHg = 0.031166 atm

Analisis keputusan

Hasil ini ditafsirkan seperti ini:

Katakan air tulen diletakkan di dalam bekas kedap udara dari mana udara telah dikeluarkan oleh pam vakum.

Bekas dengan air diletakkan di dalam mandi termal pada suhu 25 ℃ hingga mencapai keseimbangan terma.

Air di dalam bekas hermetik sebahagiannya menguap sehingga mencapai tekanan wap tepu, yang tidak lain adalah tekanan di mana keseimbangan dinamik antara fasa cair air dan fasa wap terbentuk.

Tekanan dalam kes ini berubah menjadi 0,031166 atm pada 25 ℃.

Contoh 2

Cari tekanan wap air pada suhu 100 ℃.

Penyelesaian

Kami melihat jadual untuk menentukan pemalar Antoine. Terdapat dua julat untuk air:

Antara 1 ℃ dan 100 ℃ dan antara 99 ℃ hingga 374 ℃.

Dalam kes ini, suhu minat berada dalam kedua julat.

Kami menggunakan julat pertama

J = 8.07131

B = 1730.63

C = 233.426

P = 10 ^ (8.07131 - 1730.63 / (100 + 233.426))

Pengiraan eksponen

Mari kita mengira eksponen pertama: 2.8808

P = 10 ^ 1.374499 = 760.09 mmHg = 1.0001 atm

Seterusnya kita menggunakan julat kedua

Dalam kes ini pemalar adalah

J = 8.14019

B = 1810.94

C = 244.485

P = 10 ^ (8.14019 - 1810.94 / (100 + 244.485))

Mari kita mengira eksponen pertama: 2.88324

P = 10 ^ 2.88324 = 764.2602 mmHg = 1.0056 atm

Terdapat peratusan perbezaan antara kedua hasil 0,55%.

Rujukan

1. Penerapan undang-undang Raoult dan Dalton dan persamaan Antoine. Dipulihkan dari: misapuntesyantación.wordpress.com
2. Kalkulator dalam talian formula Antoine. Dipulihkan dari: ddbonline.ddbst.de/AntoineCalculation/AntoineCalculationCGI.exe
3. Gecousb. Meja termodinamik dan stim / pemalar Antoine. Dipulihkan dari: gecousb.com.ve
4. Sifat terma jirim. Dipulihkan dari: webserver.dmt.upm.es
5. Yaws dan Yang. Jadual tetap Antoine untuk lebih daripada 700 sebatian organik. Dipulihkan dari: user.eng.umd.edu
6. Wikipedia. Persamaan Antoine. Dipulihkan dari wikipedia.com
7. Wikipedia. Persamaan Clausius-Clapeyron. Dipulihkan dari wikipedia.com
8. Wisniak J. Sejarah perkembangan persamaan tekanan wap dari dalton ke antoine. Dipulihkan dari: link.springer.com