Upload
sylvie
View
110
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ของเหลว ( Liquids). ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. เนื้อหา. การจัดเรียงอนุภาคและสมบัติบางประการของของเหลวเทียบกับแก๊สและของแข็ง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค/โมเลกุล ความดันไอและจุดเดือดของของเหลว สมบัติของของเหลว แรงตึงผิว (surface tension) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
ของเหลว (Liquids)
ภาคว�ชาเคมี� คณะว�ทยาศาสตร์�มีหาว�ทยาล�ยเช�ยงใหมี�
เนื้��อหา• การ์จั�ดเร์�ยงอนื้"ภาคและสมีบั�ต�บัางปร์ะการ์ของ
ของเหลวเท�ยบัก�บัแก&สและของแข'ง• แร์งย(ดเหนื้�)ยวร์ะหว�างอนื้"ภาค/โมีเลก"ล• ความีด�นื้ไอและจั"ดเด�อดของของเหลว• สมีบั�ต�ของของเหลว
แร์งต(งผิ�ว (surface tension) แคป-ลลาร์�แอคช�นื้ (capillary action) ความีหนื้�ด (viscosity)
• โคร์งสร์.างและสมีบั�ต�ของนื้/�า (Structure and Properties of Water)
1. การ์จั�ดเร์�ยงอนื้"ภาคของสาร์
แก&ส: เคล�)อนื้ท�)ตลอดเวลา มี�แร์งกร์ะท/าต�อก�นื้นื้.อยของเหลว: เคล�)อนื้ท�)ได. ไหลได. มี�แร์งกร์ะท/าต�อก�นื้มีาก
ของแข'ง: เคล�)อนื้ท�)ไมี�ได. มี�แร์งกร์ะท/าต�อก�นื้มีากกว�า ของเหลว
ความีไมี�เป0นื้ร์ะเบั�ยบั (entropy)
สถานื้ะปร์�มีาตร์/
ร์2ปร์�างความีหนื้า
แนื้�นื้ความีสามีาร์ถ
ในื้การ์เคล�)อนื้ท�)ความีสามีาร์ถในื้การ์ถ2ก บั�บัอ�ด
แก&ส
ของเหลว
ของแข'ง
ปร์�มีาตร์/ร์2ปร์�างตามีภาชนื้ะ ท�)
บัร์ร์จั"
ปร์�มีาตร์/ร์2ปร์�างแนื้�นื้อนื้แต�ตามีภาชนื้ะท�)บัร์ร์จั"
มี�ปร์�มีาตร์/ร์2ปร์�างท�)แนื้�นื้อนื้
ต/)า
ปานื้กลาง
ส2ง
อ�สร์ะส2ง
เคล�)อนื้ไปมีาได.
ส�)นื้สะเท�อนื้อย2�ก�บัท�)
ถ2กบั�บัอ�ดได.มีาก
ถ2กบั�บัอ�ดได.นื้.อย
ไมี�สามีาร์ถถ2กบั�บัอ�ด
2 . แร์งย(ดเหนื้�)ยวร์ะหว�างโมีเลก"ล(Intermolecular Forces)
A – B ∙∙∙∙∙∙∙∙∙ A – B
แร์งย(ดเหนื้�)ยวภายในื้โมีเลก"ล (Intramolecular forces)
แร์งย(ดเหนื้�)ยวร์ะหว�างโมีเลก"ล (Intermolecular forces)
•- Dipole-dipole
•- Dipole-induced dipole•- Dispersion
van der Waals forces
•- Ion-dipole
•- Hydrogen-bond
(a) Interaction of two polar molecules.
Dipole-Dipole Interactions
(b) Interaction of many dipoles in a liquid.
(c) Interaction of many dipoles in a solid.
ต�วอย�างโมีเลก"ลมี�ข��ว (polar molecules)
HCl, HBr, HI, H2S, H2O, CH3COOH, C6H12O6
Ion-Dipole Interactionsเช่�น การละลายของ NaCl(s) ในน��า
+ - +
Na+ H2O
- + -
Cl- H2O
Dispersion Forcesแร์งร์ะหว�างโมีเลก"ลไมี�มี�ข��ว
Nonpolar molecule
Instantaneous dipole
Induced dipole
Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 13 Slide 9 of 35
Van der Waals Forces
• Instantaneous dipoles (permanent dipoles)– Electrons move in an orbital to cause a
polarization.• Induced dipoles.
– Electrons move in response to an outside force.
• Dispersion or London forces.– Instaneous dipole – induced dipole attraction.– Related to polarizability.
Dispersion forces (London forces) มี�อย��ในอน�ภาคทุ�กช่น�ดเก�ดจาก• instantaneous dipole-induced dipole
• ion-induced dipole
• dipole-induced dipole
• โดยท�)วไป สาร์ท�)มี� molar mass มีากกว�าจัะมี� dispersion forces มีากกว�า ท/าให.มี�จั"ดหลอมีเหลว (TM) ส2งกว�า
polarizability
(ความีสามีารถในการกระจาย e- )
• molar mass ใกล.เค�ยงก�นื้
dispersion forces << dipole-dipole forces
• molar mass ต�างก�นื้มีาก
dispersion forces >> dipole-dipole forces
สาร์ TM (oC)
สาร์ TM (oC)
CH4
C2H6
CF4
-182.
5-
183.3-
150.0
CCl4CBr4
CI4
-23.090.0171.
0
จั"ดหลอมีเหลวของโมีเลก"ลไมี�มี�ข��ว (nonpolar molecules)
ต�วอย�าง จงบอกช่น�ดของ intermolecular forces
ของสารต่�อไปน��
HBr ก�บั H2S
Cl2 ก�บั CBr4
I2 ก�บั NO3-
NH3 ก�บั C6H6
dipole-dipole forces, dispersion forces
dispersion forces
ion-induced dipole forces, dispersion forces
dipole-induced dipole forces, dispersion forces
Hydrogen Bonding
Hydrogen bonding among water molecules.
แรง dipole-dipole ระหว�าง H ในพั'นธะ O-H ก'บ N-H ก'บธาต่�ทุ�)มี�ค�า electronegativity ส�ง เช่�น O, N, F
Hydrogen Bonding in HF and NH3
N
N
N ● ● ●
● ●
●
H H
H
H
H
HH
HH
● ● ●
โมีเลก�ลทุ�)เก�ด H-Bonds ก'บโมีเลก�ลน��า
CH3OH CH3CH2OH CH3COCH3 HCOOH
CH3COOH CH3NH2 etc.
CH3CH2OH CH2OHCH2OH CH2OHCHOHCH2OH
3. ความีด�นื้ไอและจั"ดเด�อดของของเหลว
ความีด�นื้ไอ (Vapour Pressure)
• เป+นความีด'นของไอสารทุ�)อย��เหน,อของเหลวในสภาวะสมีด�ลไดนามี�ก (Rate of evaporation = Rate of condensation) • อน�ภาคของเหลวมี�แรงย-ดเหน�)ยวมีาก การกลายเป+นไอเก�ดยาก
>>> ความีด'นไอต่�)า
จั"ดเด�อด (Boiling point, Tb)
เมี,)อเพั�)มีอ�ณหภ�มี�แก�ของเหลว การกลายเป+นไอจะเก�ดมีากข-�น จนถ-งอ�ณหภ�มี�หน-)งทุ�)ทุ�าให/ความีด'นของไอของเหลวในสภาวะสมีด�ล มี�ค�า
เทุ�าก'บ ความีด'นบรรยากาศ >>> Tb
ของเหลวทุ�)มี�แรงย-ดเหน�)ยวระหว�างอน�ภาคส�งการกลายเป+นไอเก�ดยาก ความีด'นไอต่�)า และ จ�ดเด,อดส�ง
4. สมีบั�ต�บัางปร์ะการ์ของของเหลว Some Properties of Liquids
• Surface Tension พัล'งงานหร,องานทุ�)ใช่/ในการเพั�)มีพั,�นทุ�)ผิ�วของ
ของเหลว• Capillary action
- Cohesive Forces แรงย-ดเหน�)ยวระหว�างโมีเลก�ล ช่น�ดเด�ยวก'น
- Adhesive Forces แรงย-ดเหน�)ยวระหว�างโมีเลก�ล ต่�างช่น�ดก'น• Viscosity (ความีหนื้�ด )
แรงต่/านทุานการไหล
แรงต่-งผิ�ว Surface Tension
โมีเลก�ลภายในของเหลวมี�แรงด-งด�ดระหว�างก'นในทุ�ก
ทุ�ศทุางโมีเลก�ลทุ�)ผิ�วของเหลวมี�
แรงด-งด�ดระหว�างโมีเลก�ลด/านข/างและด/านล�างจ-งเก�ดแรงต่/านเพั,)อร'กษาผิ�วไว/ ซึ่-)ง
มี�ค�าเทุ�าก'บ surface tension
Intermolecular forces
Surface tension
การไหลข-�นของน��าในหลอด capillary
adhesion > cohesion
การลดลงของปรอทุในหลอด capillary
cohesion > adhesion
Capillary action
ความีหนื้�ด (viscousity)
เป+นสมีบ'ต่�เฉพัาะของของเหลวในการต่/านการไหลหร,อการต่/านการเคล,)อนทุ�)ของว'ต่ถ� ของเหลวใดมี�แรงย-ดเหน�)ยวระหว�างโมีเลก�ลส�ง ก5จะมี�ความีหน,ดส�งด/วย
Intermolecular forces มีาก
ความีหน,ดส�ง
Viscosity of some common liquids at 20 oC
Liquid Viscosity(N s/m2)
Acetone (C3H6O)
Benzene (C6H6)
Carbon tetrachloride (CCl4)
Ethanol (C2H5OH)
Diethyl ether (C2H5OC2H5)
Glycerol (C3H8O3)
Mercury (Hg)
Water (H2O)
Blood
3.16 x 10-4
6.25 x 10-4
9.69 x 10-4
1.20 x 10-3
2.33 x 10-4
1.49
1.55 x 10-3
1.01 x 10-3
4 x 10-3
โคร์งสร์.างและสมีบั�ต�บัางปร์ะการ์ของนื้/�า (Structure and Some Properties of
Water)
ผิลของ Hydrogen bond ต่�อสถานะของน��า
Hydrogen Bonding in Ice
Density of Liquid Water
100. g/mL ทุ�) 4 OC0.92 g/mL ทุ�) 0 OC
ปร์ะเมี�นื้การ์สอนื้ของคณาจัาร์ย�โดยนื้�กศ(กษา