Pressione(tensione) di vapore e pressione di saturazione
ciao! vorrei sapere con precisione la differenza tra le 2 cose perché mi hanno sempre creato qualche problema...l'ho capite così (se sbaglio correggete):
-la pressione di saturazione (a una data temp. T) di una sostanza pura (ad esempio acqua) è la pressione alla quale(alla data T) avviene il passaggio di fase ( evaporazione o condensazione)
-la pressione(o tensione) di vapore saturo io la vedo semplicemente come la pressione parziale del vapore in un miscuglio liquido vapore quando si ha l'equilibrio ovvero quando si è nello stato di "vapore saturo" (ovvero nel punto sulla linea dei vapori di un diagramma pv ad esempio..oppure in un qualsiasi punto del cambiamento di fase?)
-la tensione di vapore ( senza specificare "saturo") è la pressione parziale del vapore in uno stato qualsiasi non di equilibrio (esempio nella linea orizzontale del passaggio di fase in un diagramma pv)
ora...quando le 2 cose coincidono? Cioè quando si ha "pressione di saturazione=pressione( tensione) di vapore saturo"?
-la pressione di saturazione (a una data temp. T) di una sostanza pura (ad esempio acqua) è la pressione alla quale(alla data T) avviene il passaggio di fase ( evaporazione o condensazione)
-la pressione(o tensione) di vapore saturo io la vedo semplicemente come la pressione parziale del vapore in un miscuglio liquido vapore quando si ha l'equilibrio ovvero quando si è nello stato di "vapore saturo" (ovvero nel punto sulla linea dei vapori di un diagramma pv ad esempio..oppure in un qualsiasi punto del cambiamento di fase?)
-la tensione di vapore ( senza specificare "saturo") è la pressione parziale del vapore in uno stato qualsiasi non di equilibrio (esempio nella linea orizzontale del passaggio di fase in un diagramma pv)
ora...quando le 2 cose coincidono? Cioè quando si ha "pressione di saturazione=pressione( tensione) di vapore saturo"?
Risposte
"shinobi9":
-la tensione di vapore ( senza specificare "saturo") è la pressione parziale del vapore in uno stato qualsiasi non di equilibrio (esempio nella linea orizzontale del passaggio di fase in un diagramma pv)
ora...quando le 2 cose coincidono? Cioè quando si ha "pressione di saturazione=pressione( tensione) di vapore saturo"?
Non sono sicuro di capire cosa intendi tu per stato di non equilibrio, i diagrammi di cui parli riportano sempre e solo situazioni di equilibrio.
La pressione di vapore è genericamente la pressione parziale che ha il vapore di una sostanza. La pressione di vapore coincide con la pressione di saturazione di quella sostanza a quella temperatura solo se si è in condizioni di equilibrio: per esempio se hai una bottiglia vuota in aria secca, la riempi parzialmente d'acqua e la chiudi lasciando dell'aria dentro, all'inizio la pressione di vapor d'acqua non è pari a quella di saturazione lo sarà alla fine, dopo un po' di tempo quando parte dell'acqua sarà evaporata fino ad avere pari al 100% l'umidità relativa dell'aria sopra l'acqua (è cioè evaporata la massima quantità d'acqua possibile)
ok in uno stato di equilibrio si eguagliano.. quello che vorrei capire è come mai!(premetto che la chimica me la ricordo ben poco) ma la cosa che mi resta strana è questa: quando si parla di pressione di saturazione in generale ci si riferisce alla sostanza pura..es:pressione di saturazione dell'acqua a una data T.ora l'ho sempre intesa come una pressione esterna del che agisce sul liquido..ben diverso dal concetto di pressione parziale. mentre nel caso di tensione di vapore si parla di pressione parziale. quindi non capisco come possano eguagliarsi..a meno che al passaggio di fase si abbia che (per qualche motivo a me oscuro) la pressione esterna agente sul liquido eguagli la pressione parziale del vapore!ma ho paura di dire una cavolata..
La pressione che agisce su un liquido in equilibrio col suo vapore è dovuta alla interazione delle molecole di gas col liquido e viceversa: alcune molecole di gas urtano il liquido e "rimbalzano" altre ne vengono catturare diventando, per così dire, molecole del liquido, mentre molecole di liquido si staccano dal liquido e diventano molecole del gas. All'equilibrio appunto, quando cioè il liquido è in equilibrio col suo vapore, il numero di molecole che lasciano il liquido e che tornano nel liquido in un dato tempo è la stessa.
In questo scenario possiamo pensare se vuoi che sia l'azione continua delle molecole di gas sul liquido (e viceversa in realtà) che determina la pressione di saturazione.
Lo stesso discorso vale per la pressione parziale, ma quando si parla di pressione parziale si sottintende che nel gas non ci siano solo le molecole della sostanza che costituisce il liquido, ma anche altre molecole, come per l'esempio è il caso della bottiglia d'acqua parzialmente piena in cui sopra al liquido ci saranno sia molecole di vapor d'acqua che molecole di aria.
Ebbene in questo caso non cambia nulla rispetto a quanto descritto: l'aria è come se non ci fosse e l'azione delle molecole d'acqua gassose sul liquido (e viceversa) determina la pressione del vapore che è anche una pressione parziale perché è quella generata dalle sole molecole di vapor d'acqua, senza tener conto delle molecole d'aria. All'equilibrio si ha che tale pressione parziale è uguale a quella di saturazione.
Le molecole gassose di altre sostanza non entrano nel meccanismo, se non per il fatto che la loro pressione parziale si somma alla pressione parziale del vapore determinando la pressione complessiva che agisce nella miscela di gas.
Questo perché l'interazione tra le molecole di sostanze diverse in pratica non ha alcun effetto, di fatto le varie sostanze allo stato gassoso occupano tutto il volume a loro disposizione come se le altre sostanze non ci fossero. Questo ovviamente vale finché i vari gas non siano costretti a occupare un volume molto molto ridotto rispetto al numero di molecole presenti, in quel caso infatti l'interazione avrebbe un effetto e quanto detto non varrebbe più, tuttavia condizioni simili si hanno solo in casi estremi e di fatto nella maggior parte delle applicazioni tecniche si può ritenere del tutto trascurabile l'interazione tra molecole di tipo diverso.
In questo scenario possiamo pensare se vuoi che sia l'azione continua delle molecole di gas sul liquido (e viceversa in realtà) che determina la pressione di saturazione.
Lo stesso discorso vale per la pressione parziale, ma quando si parla di pressione parziale si sottintende che nel gas non ci siano solo le molecole della sostanza che costituisce il liquido, ma anche altre molecole, come per l'esempio è il caso della bottiglia d'acqua parzialmente piena in cui sopra al liquido ci saranno sia molecole di vapor d'acqua che molecole di aria.
Ebbene in questo caso non cambia nulla rispetto a quanto descritto: l'aria è come se non ci fosse e l'azione delle molecole d'acqua gassose sul liquido (e viceversa) determina la pressione del vapore che è anche una pressione parziale perché è quella generata dalle sole molecole di vapor d'acqua, senza tener conto delle molecole d'aria. All'equilibrio si ha che tale pressione parziale è uguale a quella di saturazione.
Le molecole gassose di altre sostanza non entrano nel meccanismo, se non per il fatto che la loro pressione parziale si somma alla pressione parziale del vapore determinando la pressione complessiva che agisce nella miscela di gas.
Questo perché l'interazione tra le molecole di sostanze diverse in pratica non ha alcun effetto, di fatto le varie sostanze allo stato gassoso occupano tutto il volume a loro disposizione come se le altre sostanze non ci fossero. Questo ovviamente vale finché i vari gas non siano costretti a occupare un volume molto molto ridotto rispetto al numero di molecole presenti, in quel caso infatti l'interazione avrebbe un effetto e quanto detto non varrebbe più, tuttavia condizioni simili si hanno solo in casi estremi e di fatto nella maggior parte delle applicazioni tecniche si può ritenere del tutto trascurabile l'interazione tra molecole di tipo diverso.
grazie delle risposte intanto!sei stato molto chiaro e penso di aver capito ma non ne sono convintissimo.. nel senso che non capisco se confondo le cose oppure la cosa era più banale di quanto pensassi ovvero "pressione di saturazione=pressione di vapore saturo" cioè le 2 espressioni intendono la stessa cosa ,e quindi il mio era un problema di nomi(NB non ho detto pressione di vapore e basta..ma di vapore SATURO).
in sintesi espongo cosa ho capito poi se ho sbagliato correggimi (in teoria dovrei esserci almeno più vicino):
mi trovo in un ambiente a pressione P*.
se metto un liquido in un contenitore chiuso a una data temperatura T1 e misuro con uno strumento la pressione del vapore(detta "pressione di vapore" o "tensione di vapore") vedo che all'inizio sale.poi dopo un po' si blocca e resta costante.A questo punto si è raggiungo equilibrio dinamico.la pressione a cui (alla data temperatura) ciò avviene è detta "pressione di vapor saturo" o "pressione di saturazione".
Se ora aumento la temperatura fino a T2 ho che la pressione di vapore saturo (o pressione di saturazione) aumenta. in sintesi quindi si ha Psat=f (T),al crescere di T cresce
la pressione di saturazione.
fino a qui va bene?
ora se il sistema è chiuso che succede!? bolle? oppure continua a evaporare fino alla fine? inoltre essendo il sistema chiuso la pressione esterna P*non influisce nel processo o sbaglio?
se invece il sistema è aperto da quanto ho capito(anche se mi resta difficile immaginare la pressione di vapore in un sistema aperto) possono succedere 2 situazioni:
1) il liquido evapora del tutto piano piano Ma NON si ha mai ebollizione in quanto la temperatura non è mai tale da far valere l'uguaglianza Psat=P*(pressione ambiente esterno premente sul liquido)
2) se la temperatura Tè tale che Psat (o pressione del vapore saturo) eguaglia P* allora il liquido bolle.
in sintesi espongo cosa ho capito poi se ho sbagliato correggimi (in teoria dovrei esserci almeno più vicino):
mi trovo in un ambiente a pressione P*.
se metto un liquido in un contenitore chiuso a una data temperatura T1 e misuro con uno strumento la pressione del vapore(detta "pressione di vapore" o "tensione di vapore") vedo che all'inizio sale.poi dopo un po' si blocca e resta costante.A questo punto si è raggiungo equilibrio dinamico.la pressione a cui (alla data temperatura) ciò avviene è detta "pressione di vapor saturo" o "pressione di saturazione".
Se ora aumento la temperatura fino a T2 ho che la pressione di vapore saturo (o pressione di saturazione) aumenta. in sintesi quindi si ha Psat=f (T),al crescere di T cresce
la pressione di saturazione.
fino a qui va bene?
ora se il sistema è chiuso che succede!? bolle? oppure continua a evaporare fino alla fine? inoltre essendo il sistema chiuso la pressione esterna P*non influisce nel processo o sbaglio?
se invece il sistema è aperto da quanto ho capito(anche se mi resta difficile immaginare la pressione di vapore in un sistema aperto) possono succedere 2 situazioni:
1) il liquido evapora del tutto piano piano Ma NON si ha mai ebollizione in quanto la temperatura non è mai tale da far valere l'uguaglianza Psat=P*(pressione ambiente esterno premente sul liquido)
2) se la temperatura Tè tale che Psat (o pressione del vapore saturo) eguaglia P* allora il liquido bolle.
Rispondo ora, mi era sfuggito il tuo commento ulteriore e il tempo che ho in questo periodo non è molto.
Corretto, solo che non esiste uno strumento che ti misura direttamente la pressione di vapore, è facile misurare con un barometro la pressione complessiva agente dentro il contenitore che è pari alla pressione dell'aria più quella del vapore (saturo all'equilibrio). La pressione di vapore in un ambiente si può misurare indirettamente misurando l'umidità relativa, visto che l'umidità relativa moltiplicata per la pressione di saturazione a quella temperatura dà la pressione di vapore.
Corretto.
No non bolle, se il contenitore è perfettamente chiuso. Infatti se aumenti la temperatura aumenta anche la pressione di vapore e quindi la pressione sopra al liquido.
Sì corretto.
Quando aumenti la temperatura aumenta via via il numero di molecole per unità di tempo che lasciano il liquido e diventano vapore, ma visto che siamo in un ambiente aperto non aumenta apprezzabilmente la pressione di vapore sopra il liquido.
Ad un certo punto continuando ad aumentare la temperatura si ha ebollizione, cioè non solo le molecole di liquido sulla superficie passano allo stato aeriforme, ma anche le molecole dentro il liquido, questo succede quando la pressione di saturazione a quella temperatura (cioè la pressione per così dire che hanno le molecole al momento di lasciare il liquido) diventa pari alla pressione complessiva sopra al liquido (alla pressione atmosferica): in queste condizioni infatti la molecola di aeriforme riesce a liberarsi dal liquido, e tramite una bolla arriva in superficie e abbandona il liquido stesso.
La pressione in cui si trova il vapore al momento in cui si forma infatti è pari alla pressione di saturazione. C'è da dire che l'ebollizione, cioè il passaggio di molecole a vapore dentro il liquido, avviene quando la pressione di saturazione è pari a quella atmosferica solo finché non si scende dentro il liquido a profondità elevate, quando la pressione idrostatica non è più trascurabile affinché si abbia ebollizione occorrerà infatti che la pressione di saturazione eguagli la somma di pressione atmosferica e idrostatica.
"shinobi9":
in sintesi espongo cosa ho capito poi se ho sbagliato correggimi (in teoria dovrei esserci almeno più vicino):
mi trovo in un ambiente a pressione P*.
se metto un liquido in un contenitore chiuso a una data temperatura T1 e misuro con uno strumento la pressione del vapore(detta "pressione di vapore" o "tensione di vapore") vedo che all'inizio sale.poi dopo un po' si blocca e resta costante.A questo punto si è raggiungo equilibrio dinamico.la pressione a cui (alla data temperatura) ciò avviene è detta "pressione di vapor saturo" o "pressione di saturazione".
Corretto, solo che non esiste uno strumento che ti misura direttamente la pressione di vapore, è facile misurare con un barometro la pressione complessiva agente dentro il contenitore che è pari alla pressione dell'aria più quella del vapore (saturo all'equilibrio). La pressione di vapore in un ambiente si può misurare indirettamente misurando l'umidità relativa, visto che l'umidità relativa moltiplicata per la pressione di saturazione a quella temperatura dà la pressione di vapore.
"shinobi9":
Se ora aumento la temperatura fino a T2 ho che la pressione di vapore saturo (o pressione di saturazione) aumenta. in sintesi quindi si ha Psat=f (T),al crescere di T cresce
la pressione di saturazione.
fino a qui va bene?
Corretto.
"shinobi9":
ora se il sistema è chiuso che succede!? bolle? oppure continua a evaporare fino alla fine? inoltre essendo il sistema chiuso la pressione esterna P*non influisce nel processo o sbaglio?
No non bolle, se il contenitore è perfettamente chiuso. Infatti se aumenti la temperatura aumenta anche la pressione di vapore e quindi la pressione sopra al liquido.
"shinobi9":
se invece il sistema è aperto da quanto ho capito(anche se mi resta difficile immaginare la pressione di vapore in un sistema aperto) possono succedere 2 situazioni:
1) il liquido evapora del tutto piano piano Ma NON si ha mai ebollizione in quanto la temperatura non è mai tale da far valere l'uguaglianza Psat=P*(pressione ambiente esterno premente sul liquido)
2) se la temperatura Tè tale che Psat (o pressione del vapore saturo) eguaglia P* allora il liquido bolle.
Sì corretto.
Quando aumenti la temperatura aumenta via via il numero di molecole per unità di tempo che lasciano il liquido e diventano vapore, ma visto che siamo in un ambiente aperto non aumenta apprezzabilmente la pressione di vapore sopra il liquido.
Ad un certo punto continuando ad aumentare la temperatura si ha ebollizione, cioè non solo le molecole di liquido sulla superficie passano allo stato aeriforme, ma anche le molecole dentro il liquido, questo succede quando la pressione di saturazione a quella temperatura (cioè la pressione per così dire che hanno le molecole al momento di lasciare il liquido) diventa pari alla pressione complessiva sopra al liquido (alla pressione atmosferica): in queste condizioni infatti la molecola di aeriforme riesce a liberarsi dal liquido, e tramite una bolla arriva in superficie e abbandona il liquido stesso.
La pressione in cui si trova il vapore al momento in cui si forma infatti è pari alla pressione di saturazione. C'è da dire che l'ebollizione, cioè il passaggio di molecole a vapore dentro il liquido, avviene quando la pressione di saturazione è pari a quella atmosferica solo finché non si scende dentro il liquido a profondità elevate, quando la pressione idrostatica non è più trascurabile affinché si abbia ebollizione occorrerà infatti che la pressione di saturazione eguagli la somma di pressione atmosferica e idrostatica.
va bene ora ci sono grazie mille!
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