ของเหลว - Pirun Web Serverpirun.ku.ac.th/~faasptt/Files/GChem/GC56-06Liquids-BW.pdf · ของเหลวและแก๊ส๊ •• จุดเดุือดื

ของเหลวของเหลวของเหลวของเหลว(Li id)(Li id)(Liquid)(Liquid)

สาขาวชาเคมสาขาวชาเคมคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตรคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตรคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตรคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน

1Chem@KU-KPS

เนอหาเนอหาสมบตของของเหลวสมบตของของเหลวความหนดความหนดความตงผวความตงผวการระเหยการระเหย

ไ ไความดนไอความดนไอการเดอดการเดอดการเดอดการเดอด

2Chem@KU-KPS

สมบตทวไปสมบตทวไป1.1. แรงดงดดระหวางโมเลกลมมากกวาแกสแรงดงดดระหวางโมเลกลมมากกวาแกส แตนอยกวาของแขงแตนอยกวาของแขง

โมเลกลชดกนโมเลกลชดกน ปรมาตรคงทปรมาตรคงท ((เหมอนของแขงเหมอนของแขง))แรงยดเหนยวไมมากแรงยดเหนยวไมมาก รปรางไมแนนอนรปรางไมแนนอน ไหลไหลไดได แพรได แพรได ((เหมอนเหมอนแรงยดเหนยวไมมากแรงยดเหนยวไมมาก รปรางไมแนนอนรปรางไมแนนอน ไหลไหลไดได แพรได แพรได ((เหมอนเหมอนแกสแกส)) 2.2. ปรมาตรเปลยนนอยปรมาตรเปลยนนอย เมออณหภมเมออณหภมหรอหรอความดนเปลยนความดนเปลยน

3.3. ของเหลวมสมบตไอโซโทรปกของเหลวมสมบตไอโซโทรปก (isotropic) (isotropic) คอมสมบตคอมสมบต3.3. ของเหลวมสมบตไอโซโทรปกของเหลวมสมบตไอโซโทรปก (isotropic) (isotropic) คอมสมบตคอมสมบตเหมอนกนในทกทศทาง เหมอนกนในทกทศทาง ((ส การหกเหของแสง การนาไฟฟาส การหกเหของแสง การนาไฟฟา))

3Chem@KU-KPS

ความหนดความหนด (Viscosity)(Viscosity)ความหนดความหนด : : ความตานทานการไหลของของเหลวความตานทานการไหลของของเหลว

yy

ความหนดของเหลวความหนดของเหลวขนกบขนกบ โ โ 1.1. แรงดงดดระหวางโมเลกลมากแรงดงดดระหวางโมเลกลมาก →→ ความหนดมากความหนดมาก

2.2. มวลโมเลกลมากมวลโมเลกลมาก →→ ความหนดมากความหนดมาก3.3. อณหภมอณหภมเพมเพม →→ ความหนดความหนดลดลง ลดลง

((พลงงานจลนพลงงานจลนเพม อนภาคเคลอนทไดมากขนเพม อนภาคเคลอนทไดมากขน))4

((พลงงานจลนพลงงานจลนเพม อนภาคเคลอนทไดมากขนเพม อนภาคเคลอนทไดมากขน))Chem@KU-KPS

ความตงผวความตงผว (Surface tension)(Surface tension)ความตงผว ความตงผว : : งานทใชในการขยายพนทผวของของเหลวงานทใชในการขยายพนทผวของของเหลว 1 1

หนวยขนอยกบแรงดงดดระหวางโมเลกลหนวยขนอยกบแรงดงดดระหวางโมเลกลโมเลกลทผวหนาจะโมเลกลทผวหนาจะถงถงดงดงเนองเนองจากจากแรงดงดดจากแรงดงดดจากโมเลกลทอยโมเลกลทอยโมเลกลทผวหนาจะโมเลกลทผวหนาจะถงถงดงดงเนองเนองจากจากแรงดงดดจากแรงดงดดจากโมเลกลทอยโมเลกลทอย

ดานขางและดานลางดานขางและดานลาง สงผลใหสงผลใหพนทผวของของเหลวพนทผวของของเหลวลดลงลดลงความความตงผวของเหลวตงผวของเหลวขนกบขนกบ

โ โ 1.1. แรงดงดดระหวางโมเลกลมากแรงดงดดระหวางโมเลกลมาก →→ ความความตงผวตงผวมากมาก2.2. อณหภมอณหภมเพมเพม →→ ความความตงผวลดลง ตงผวลดลง

5Chem@KU-KPS

ความตงผวความตงผว

6Chem@KU-KPS

การระเหยการระเหย (Evaporation)(Evaporation)ppการระเหยการระเหย:: เกดจากการทโมเลกลของของเหลวมการชนและเกดจากการทโมเลกลของของเหลวมการชนและ

ถายเทพลงงานกนจนถายเทพลงงานกนจนโมเลกลทผวหนาโมเลกลทผวหนามพลงงานจลนมพลงงานจลนมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของเหลว ทาสามารถหลดมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของเหลว ทาสามารถหลดมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของเหลว ทาสามารถหลดมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของเหลว ทาสามารถหลดออกจากของเหลวเกดเปนแกสหรอไอ ออกจากของเหลวเกดเปนแกสหรอไอ

ป ป ปจจยทมผลตอการระเหยปจจยทมผลตอการระเหย 1.1. พนทผวมาก พนทผวมาก →→ ระเหยงายระเหยงาย2.2. แรงดงดดระหวางโมเลกลมาก แรงดงดดระหวางโมเลกลมาก →→ ระเหยยากระเหยยาก33 อณหภมสง อณหภมสง →→ ระเหยงายระเหยงาย3.3. อณหภมสง อณหภมสง →→ ระเหยงายระเหยงาย

7Chem@KU-KPS

การระเหยการระเหยTLowTLow

) EescapeP(E)

THigh

Energy

การระเหยเกดขนเมอโมเลกลมพลงงานมากพอ การระเหยเกดขนเมอโมเลกลมพลงงานมากพอ ((>E>Eescapeescape)) และอยและอยทผวหนาของของเหลวทผวหนาของของเหลวทผวหนาของของเหลวทผวหนาของของเหลวโมเลกลทเคลอนทเขาใกลผวหนาของเหลวจะควบแนนกลบเปนโมเลกลทเคลอนทเขาใกลผวหนาของเหลวจะควบแนนกลบเปนของเหลวไดของเหลวได

8

ของเหลวไดของเหลวไดChem@KU-KPS

ความดนไอความดนไอ (Vapor pressure)(Vapor pressure)ความดนของไอของของเหลวทอยเหนอของเหลวในภาชนะปดความดนของไอของของเหลวทอยเหนอของเหลวในภาชนะปดเกดเกดเนองจากเนองจากเนองจากเนองจาก

การระเหย การระเหย (Vaporization)(Vaporization) ของเหลวของเหลวทผวหนาหลดจากผวหนาของเหลวทผวหนาหลดจากผวหนาของเหลวกลายเปนไอกลายเปนไอกลายเปนไอกลายเปนไอการควบแนน การควบแนน (Condensation)(Condensation) เมอไอเคลอนทชนผวหนาของเหลวจะเมอไอเคลอนทชนผวหนาของเหลวจะควบแนนกลายเปนของเหลวควบแนนกลายเปนของเหลวควบแนนกลายเปนของเหลวควบแนนกลายเปนของเหลว

ทสมดลทสมดล อตราการควบแนนอตราการควบแนน = = อตราการระเหยอตราการระเหยความดนไอ ความดนไอ คอความดนของไอเมอคอความดนของไอเมอของเหลวอยในสมดลพลวตกบไอของเหลวอยในสมดลพลวตกบไอของของความดนไอ ความดนไอ คอความดนของไอเมอคอความดนของไอเมอของเหลวอยในสมดลพลวตกบไอของเหลวอยในสมดลพลวตกบไอของของสารนนสารนน

9Chem@KU-KPS

ความดนไอความดนไอปจจยทมผลตอความดนไอปจจยทมผลตอความดนไอ ::1.1. อณหภมอณหภมสง สง → → ความดนไอสงความดนไอสง2.2. แรงดงดดระหวางโมเลกลแรงดงดดระหวางโมเลกลสง สง → → ความดนไอตาความดนไอตา 3.3. ขนาดของโมเลกลขนาดของโมเลกลใหญใหญ → → ความดนไอตาความดนไอตา

CHCH OH OH >> CC HH OHOHCHCH33OH OH >> CC44HH99OHOH

re

CHCl3 CCl4 H2O

Pres

sur

Vapo

r P

10Temperature

Chem@KU-KPS

การเดอดการเดอด (Boiling)(Boiling)ggการเดอดการเดอด คอการทของเหลวเปลยนสถานะเปนไอเมอของเหลวไดรบความคอการทของเหลวเปลยนสถานะเปนไอเมอของเหลวไดรบความรอนจนความดนไอของของเหลวเทากบความดนบรรยากาศเหนอรอนจนความดนไอของของเหลวเทากบความดนบรรยากาศเหนอของเหลวนน ของเหลวทกสวนสามารถกลายเปนไอ โดยจะเกดเปนของเหลวนน ของเหลวทกสวนสามารถกลายเปนไอ โดยจะเกดเปนฟองอากาศลอยขนสผวนา ฟองอากาศลอยขนสผวนา อณหภมททาใหเกดการเดอด อณหภมททาใหเกดการเดอด อณหภมททาใหเกดการเดอด อณหภมททาใหเกดการเดอด เรยกวาจดเดอด เรยกวาจดเดอด ((Boiling point, TBoiling point, Tbb))จดเดอดปกตจดเดอดปกต คออณหภมททาใหเกดคออณหภมททาใหเกดการเดอดเมอความดนบรรยากาศเหนอการเดอดเมอความดนบรรยากาศเหนอการเดอดเมอความดนบรรยากาศเหนอการเดอดเมอความดนบรรยากาศเหนอของเหลวเทากบ ของเหลวเทากบ 1 1 atmatm

11Chem@KU-KPS

การเดอดการเดอดปจจยทมผลตอความดนไอปจจยทมผลตอความดนไอ ::

ชนดของของเหลวแรงดงดดระหวางโมเลกลแรงดงดดระหวางโมเลกลความดนไอ

แรงดงดดสง → ความดนไอตา → จดเดอดสง

ความดนบรรยากาศเหนอของเหลวความดนบรรยากาศเหนอของเหลว ความดนตา → จดเดอดตา

ความรอนของการกลายเปนไอความรอนของการกลายเปนไอ ((ΔΔHHvapvap))จดเดอดสง จดเดอดสง → ΔΔHH สงสง

12

จดเดอดสง จดเดอดสง → ΔΔHHvapvap สงสงChem@KU-KPS

การเปลยนสถานะการเปลยนสถานะการเปลยนสถานะเกยวของกบการดดหรอคายพลงงานการเปลยนสถานะเกยวของกบการดดหรอคายพลงงาน

Sublimation (ระเหด)( )

Melting (ละลาย) Evaporation (ระเหย)

Solidification (แขงตว) Condensation (ควบแนน)

Deposition (ควบแขง)

13Chem@KU-KPS

แผนผงวฏภาคแผนผงวฏภาค (Phase diagram)(Phase diagram)ฏฏ ggแผนผงวฏภาคแผนผงวฏภาค : : แผนผงทแสดงความสมพนธระหวางสถานะแผนผงทแสดงความสมพนธระหวางสถานะของสารทความดนและอณหภมตางๆของสารทความดนและอณหภมตางๆ

จดรวมสามจดรวมสาม (Tripple point)(Tripple point)•• จดรวมสามจดรวมสาม (Tripple point):(Tripple point):จดสมดลของทงสามสถานะจดสมดลของทงสามสถานะ

•• จดวกฤตจดวกฤต (Critical point):(Critical point):จดสนสดของเสนสมดลระหวางจดสนสดของเสนสมดลระหวาง

ssur

e

ของเหลวและแกสของเหลวและแกส•• จดเดอดจดเดอด ของแขง ของแขง ของเหลวของเหลว

1atm

Pres

•• จดหลอมเหลวจดหลอมเหลว ไอ ไอ ของเหลวของเหลว

TemperatureTF TB

14

Temperature

Chem@KU-KPS

แผนผงวฏภาคแผนผงวฏภาคฏฏแผนผงวฏภาคของสารทวไปแผนผงวฏภาคของสารทวไป แผนผงวฏภาคของนาแผนผงวฏภาคของนา

ure

Liquid ssur

e

Liquid

1.5 atm

Pres

su SolidLiquid

Pre

SolidLiquid

1 atm

Temperature

Gas

Temperature

Gas

0 °C 100 °C200 K

เสนแบงวฏภาคของแขง-ของเหลว (solid-liquid line) ของนาเอนไปทางซาย แตของสารอนสวนใหญเอนไปทางขวา แสดงวา เมอความดนเพม อณหภมทนาแขงอยใน

Temperature Temperature100 C

สารอนสวนใหญเอนไปทางขวา แสดงวา เมอความดนเพม อณหภมทนาแขงอยในสภาวะสมดลกบนาลดลง คอ จดหลอมเหลวของนาแขงลดลง เพราะนาแขงมความหนาแนนนอยกวานา ซงเปนสมบตของนาทแปลกกวาสารอน (สารอนของแขงมความ

15

หนาแนนนอยกวานา ซงเปนสมบตของนาทแปลกกวาสารอน (สารอนของแขงมความหนาแนนมากกวาของเหลว)

Chem@KU-KPS