"محتويات
? الضغط البخاري للسائل
? وحدات قياس الضغط البخاري للسائل
? العوامل المؤثرة على الضغط البخاري للسائل
? الضغط البخاري المتوازن للسائل
? المراجع
الضغط البخاري للسائل

يُعرف الضغط البخاري للسائل بأنه الضغط الذي يُمارس من قِبل البخار عندما يكون في حالة اتزان مع الحالة الصلبة أو السائلة للمادة، أو كلا الحالتين، أي عندما تتوفر الظروف المناسبة لتواجد المادة في إحدى حالاتها الثلاث أو جميعها، وبالتالي فإن ضغط البخار هو مقياس لميل المادة للتغير إلى الحالات الغازية أو البخارية، إذ يزداد هذا الضغط مع ارتفاع درجة الحرارة، ويُطلق على درجة الحرارة التي يصبح بها ضغط البخار على سطح السائل مساويًا للضغط المحيط به اسم نقطة غليان السائل،[?]كما يعد الضغط البخاري مقياسًا لقدرة المركب على الارتباط مع نفسه، إذ سيكون للجزيئات المركبة المرتبطة جيدًا مع بعضها البعض ضغط بخاري منخفض؛ أي ميل أقل للتحول إلى الحالة الغازية، بينما سيكون للمركبات التي بينها قوى ترابط ضعيفة ضغط بخاري مرتفع.[?]




وحدات قياس الضغط البخاري للسائل

يُقاس الضغط البخاري باستخدام العديد من الوحدات، ومن أبرزها ما يأتي:[?]

وحدة الكيلوباسكال.
وحدة البار.
وحدة المليمتر زئبق.
وحدة التور (tor).
وحدة الضغط الجوي (atm).




العوامل المؤثرة على الضغط البخاري للسائل

يمثل وضع السائل في وعاء مغلق نظامًا ديناميكيًا؛ إذ تتبخر بعض جزيئات السائل مشكلة بخار، بينما تتكاثف جزيئات أخرى مشكلة سائل، وفي حالة التوازن يكون معدل العمليتين متساويًا، مما يعني أن النظام ثابت، وكأي غاز فإن للبخار ضغطًا يطلق عليه ضغط البخار، ويعتمد ذلك الضغط على مجموعة من العوامل وأهمها ما يأتي:[?]

Volume 0%
 
طبيعة السائل والقوى بين الجزيئات: يعتمد الضغط البخاري على طبيعة السائل، فإذا كانت جزيئاته مرتبطة بقوة مع بعضها البعض فسيكون ميل السائل إلى التحول إلى الحالة الغازية أقل، وبالتالي سيكون ضغط البخار أقل، كالجزيئات المشكلة للماء والكحول، فهي جزيئات قطبية وتشكل روابط هيدروجينية مع بعضها البعض، وبالتالي تتميز بضغوط بخارية منخفضة نسبيًا، أما إذا كانت الروابط بين جزيئات السائل ضعيفة، فسيكون ميل السائل للتحول إلى الحالة الغازية أكبر، وبالتالي سترتفع قيمة الضغط البخاري.[?]
درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة على الضغط البخاري بصورة كبيرة، إذ إن زيادة درجة الحرارة يزيد من متوسط الطاقة الحركية لجزيئات السائل، فإذا وُجدت حاجة للحد الأدنى من الطاقة للتغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات، فإن زيادة درجة الحرارة تزيد من الطاقة الحركية لبعض الجزيئات، إذ تتجاوز الحد الأدنى للطاقة، وبالتالي فإن أي جزيء لديه طاقة حركية أعلى من الحد الأدنى للطاقة فإنه سيكون لذلك الجزيء قدرة على التغلب على قوى التجاذب بين جزيئات السائل والتحول إلى الحالة الغازية، كما يجب أن تكون تلك الجزيئات أقرب إلى سطح السائل حتى تتمكن من الإفلات والتحول إلى بخار،[?] وبالتالي فإن زيادة درجة الحرارة تسرع من عملية التبخر التي تمتص تلك الحرارة بدرجة أكبر من عملية التكاثف التي تطلق الحرارة، إذ سيكون الضغط البخاري أعلى عند درجة الحرارة الجديدة، أما إذا زادت درجة الحرارة بدرجة يمكن أن تجعل كل من الضغط البخاري والضغط الجوي متساويان، فإن السائل سيغلي في تلك الحالة.[?]
الضغط المؤثر على السائل: يؤدي تقليل الضغط الخارجي المؤثر على السائل كما في نظام الفراغ إلى غليان السائل بسهولة أكبر بكثير مما لو كان واقعًا تحت تأثير الضغط الجوي، وتستخدم تلك الحقيقة في عملية تعرف بالتقطير الفراغي؛ وهي العملية التي تستخدم للحصول على عينات نقية نسبيًا من سوائل معينة تمتاز بدرجات غليان عالية، أما بعض المواد الصلبة؛ كاليود، وثاني أكسيد الكربون، فلها قدرة على التسامي؛ أي الانتقال من حالتها الصلبة إلى الحالة الغازية مباشرة، عند الظروف القياسية، أي عند الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة، وبالتالي فإن تلك المواد تمتاز بضغوط بخارية أكبر في مثل هذه الظروف.[?]
وجود مواد مذابة في السائل: يعد وجود مواد مذابة في المادة السائلة أو حتى الصلبة من العوامل المؤثرة على الضغط البخاري، إذ إن إضافة مادة مذابة إلى السائل وفقًا لقانون رولت يساهم في تقليل الضغط البخاري للسائل النقي أو للمادة الصلبة.[?]




الضغط البخاري المتوازن للسائل

تشكل عمليتا التبخر والتكاثف عند حدوثهما بنفس المعدل دون أي تغيير ما يُعرف بالتوازن الديناميكي، ففي حالة وجود السائل داخل غرفة أو وعاء معين، فإن جزيئات ذلك السائل تتبخر وتتكاثف بصورة مستمرة وبمعدل ثابت، إذ إن كميات السائل والبخار لا تتغير بمرور الوقت، وبالتالي فإن الضغط الذي يمارسه البخار يكون في حالة توازن ديناميكي مع السائل، وهذا ما يطلق عليه اسم الضغط البخاري المتوازن للسائل، أما إذا كان السائل في مكان مفتوح، فإن معظم الجزيئات المتحولة إلى الحالة الغازية لن تصطدم بأي سطح، وبالتالي لن تتكاثف وتعود إلى حالتها السائلة، إذ ستنتشر وتبتعد عن سطح السائل ولن يحدث اتزان بين السائل والبخار، فسيستمر السائل بالتبخر حتى يختفي تمامًا، وتعتمد سرعة التبخر تلك على درجة الحرارة والضغط البخاري، فعلى سبيل المثال، يكون للسوائل المتطايرة ضغوط بخارية عالية وتتبخر بسهولة أكبر من السوائل غير المتطايرة التي تتميز بضغوط بخارية منخفضة؛ كالزئبق، وزيت المحركات، والإثيلين غليكول.[?]

يعد الضغط البخاري المتوازن للمادة عند درجة حرارة معينة من الخصائص المميزة لتلك المادة، كالكتلة الجزيئة، ودرجات الانصهار والغليان، ولا يعتمد هذا الضغط على كمية السائل، إذ إن وجود كمية قليلة من السائل في حالة توازن مع البخار يشكل ضغطًا متوازنًا، وكما أسلفنا سابقًا، فإن هذا الضغط يعتمد بدرجة كبيرة على الضغط المطبق عليه وعلى درجات الحرارة التي يتعرض لها، لذلك فإن الحاويات المكونة من السوائل المتطايرة تعد من القنابل المحتملة في حال تعرضها لدرجات حرارة عالية، لذلك تُنفس عبوات البنزين المكونة للسيارت حتى لا تنفجر السيارة عند وقوفها في الشمس لفترات طويلة، كما يشترط على العبوات الصغيرة المستخدمة في نقل البنزين أن يكون لها فتحة للتنفيس عن الضغط.[?]




المراجع
? Adam Augustyn, ""Vapour pressure""، britannica, Retrieved 16-7-2019. Edited.
? ""Estimation of the Volatilization of Organic Chemicals from Soil"", sciencedirect, Retrieved 16-7-2019. Edited.
? Nichole Miller, ""Vapor Pressure: Definition, Equation & Examples""، study, Retrieved 16-7-2019. Edited.
^ أ ب ت ث ج ""Vapor Pressure"", encyclopedia, Retrieved 16-7-2019. Edited.
^ أ ب ت ""Vapor Pressure"", chem.libretexts,17-6-2019، Retrieved 16-7-2019. Edited."