クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回薬剤師国家試験問93の2,3

98回薬剤師国家試験 問93の2,3
式は、相転移温度と圧力の関係を表したクラペイロンの式である。
相転移に関する記述の正誤を判定してみよう。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

 

2 純物質は、圧力が高くなると沸点が上昇する。
3 純物質の状態図における昇華曲線の傾きは負となる。

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98回薬剤師国家試験 問93の2,3 解答解説

 

2 〇 純物質は、圧力が高くなると沸点が上昇する。

 

3 × 純物質の状態図における昇華曲線の傾きは負となる。
→ 〇 純物質の状態図における昇華曲線の傾きは正となる。

 

横軸に温度、縦軸に圧力をとった一成分系(純物質)の状態図において、
融解曲線・蒸発曲線・昇華曲線の傾きはdp/dTであり、
下記のクラペイロン式が成り立つ。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

 

 

★ 蒸発とクラペイロン式

 

クラペイロン式について、蒸発では、
trs H = 蒸発H
trs V = Vm−Vm
となる。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

 

液体が気体に変わる蒸発では吸熱が起こるので、
蒸発エンタルピーは正の値である(蒸発H>0)。

 

全ての純物質においては、
気体のモル体積は液体のモル体積よりも大きく、
Vm−Vm>0
である。
よって、純物質では、蒸発について、
蒸発のクラペイロン式より、
dp/dT>0となり、
状態図の蒸発曲線の傾きは正(右上がり)となる。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

 

よって、純物質は、
圧力が高くなると沸点が上昇する。

 

 

★ 昇華とクラペイロン式

 

クラペイロン式について、
固体が気体になる昇華では、
trs H = 昇華H
trs V = Vm−Vm
となる。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

 

固体が気体に変わる昇華では吸熱が起こるので、
昇華エンタルピーは正の値である(昇華H>0)。

 

全ての純物質においては、
気体のモル体積は固体のモル体積よりも大きく、
Vm−Vm>0
である。
よって、純物質では、
固体が気体に変わる昇華について、
昇華のクラペイロン式より、
dp/dT>0となり、
状態図の昇華曲線の傾きは正(右上がり)となる。

 

クラペイロン式と蒸発・沸点,昇華 98回問93の2,3

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