ما هو الضغط البخاري؟
الضغط البخاري يُعرف بأنه الضغط الناتج عن بخار السائل على سطحه. يتشكل هذا الضغط ضمن حالة التوازن الديناميكي الحراري داخل وعاء مغلق عند درجة حرارة محددة. من المهم أن نلاحظ أن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى ارتفاع ضغط البخار، حيث يحدث الغليان عندما يتساوى الضغط الخارجي مع الضغط البخاري للسائل. في سياق المحاليل، يُعرّف الضغط البخاري بأنه مقدار الضغط الناتج عن الأبخرة المؤثرة على المذيب عند التوازن عند درجة حرارة معينة. وفيما يلي بعض النقاط المهمة حول الضغط البخاري:
- الضغط البخاري للسائل يكون أعلى من الضغط البخاري للمحلول.
- يوجد علاقة عكسية بين ضغط البخار وقوى التجاذب بين جزيئات السائل.
- يزداد الضغط البخاري مع ارتفاع درجة الحرارة، حيث تكتسب الجزيئات طاقة حركية أكبر مما يؤدي إلى تبخرها بشكل أسرع.
الضغط البخاري للمحاليل غير المتطايرة
يتعلق الضغط البخاري للمحلول الذي يحتوي على مذاب غير متطاير بشكل طردي بأجزاءه المولية (Mole Fraction) للمذيب. تُعرف هذه العلاقة بقانون راؤول (Raoult’s Law)، ويمكن التعبير عنها بالصيغة التالية:
Psolvent = Xsolvent × Pْsolvent، حيث تعني:
- Psolvent: الضغط البخاري للمذيب في المحلول.
- Xsolvent: الجزء المولي للمذيب في المحلول.
- Pْsolvent: الضغط البخاري للمذيب النقي.
ومن الجدير بالذكر بعض النقاط المتعلقة بهذا الموضوع:
- عندما يكون الجزء المولي (Xsolvent) للمذيب يساوي 1، فإن الضغط البخاري للمذيب في المحلول يساوي الضغط البخاري للمذيب في الحالة النقية.
- إذا كان الجزء المولي للمذيب في المحلول أقل من 1، سيكون الضغط البخاري للمذيب في المحلول أقل من الضغط البخاري للمذيب في الحالة النقية، وهذا يحدث عندما يحتوي المحلول على مذاب.
الضغط البخاري للمحاليل المتطايرة
عند احتواء المحلول على مذاب متطاير، فإن هذا يعني أن المذاب يؤثر على حساب الضغط البخاري. يتم تطبيق قانون راؤول في هذه الحالة، حيث يُعبر عن الضغط الكلي بأنه مساوي للضغط البخاري لكل مكون من مكونات المحلول بشكل فردي، كما هو موضح في المعادلة التالية:
PT = PA + PB = XA × PْA + XB × PْB
حيث تشير الرموز (A) و(B) إلى المكونات المختلفة الموجودة في المحلول.