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chemistryli

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[求助] 求石墨的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系

請問石墨的飽和蒸汽壓與溫度關(guān)系的具體公式是什么？謝謝

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-11 at 14:25 ]

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1樓 2013-11-11 10:21:51

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sddtc888

至尊木蟲 (著名寫手)

Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T

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要求石墨（固態(tài)）的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系，也就是說存在以下相變：

C (石墨, s) == C (g)

這是升華現(xiàn)象（即從固態(tài)直接變成氣態(tài)），那么根據(jù)熱力學(xué)平衡理論

所以

其中

是飽和蒸汽壓，

是標(biāo)準(zhǔn)壓力，

，R = 8.314 J/K•mol

然后查化學(xué)手冊，得 ΔH (石墨) = 0，S (石墨) = 5.74 J/K•mol，ΔH (C, g) = 716.68 kJ/mol，S (C, g) = 158.1 J/K•mol
所以 ΔHm = 716.68 kJ/mol = 716680 J/mol，ΔSm = 152.36 J/K•mol

將上述數(shù)據(jù)代入式子里，得：

，其中

不過這里有一個(gè)問題，理論上說，將石墨不斷地加熱，當(dāng)溫度很高的時(shí)候，其肯定會氣化變成氣態(tài)下的“碳?xì)怏w”，且氣體肯定是單原子分子氣體，但問題來了，比如在常溫下，石墨是以固態(tài)形式存在，石墨的結(jié)構(gòu)是層狀的，由許多單層的石墨烯堆積而成，而每層石墨烯相當(dāng)于是一個(gè)以碳六元環(huán)為基礎(chǔ)的，不斷重復(fù)的“高分子”平面材料，碳與碳之間是通過碳-碳化學(xué)鍵結(jié)合在一起的，如果存在石墨的飽和蒸汽壓，即滿足石墨和“碳?xì)怏w”之間存在一個(gè)氣-固平衡，平衡是動(dòng)態(tài)的，即石墨中碳原子會進(jìn)入氣相“碳?xì)怏w”，氣相中的碳會進(jìn)入石墨中變成石墨層狀結(jié)構(gòu)中的一個(gè)碳，但從微觀結(jié)構(gòu)上看，石墨里碳與碳之間是通過碳-碳化學(xué)鍵結(jié)合在一起，會發(fā)生“石墨里的一個(gè)碳原子斷了與周圍碳原子形成的化學(xué)鍵，然后跑入氣相中；同時(shí)，氣相中的碳進(jìn)入石墨內(nèi)，與它周圍的碳成鍵，變成石墨里的一個(gè)碳”這一過程嗎？？？這是需要好好考慮的問題，如果這一過程不存在，則石墨這種固體材料沒有飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，如果這一過程存在，則飽和蒸汽壓滿足上面的公式！

個(gè)人覺得應(yīng)該不存在這種過程，即石墨沒有飽和蒸汽壓這種性質(zhì)。因?yàn)樵谝话阆嘧冞^程中，都是分子間相互作用力（范德華力）或者氫鍵（比如水中）這種弱相互作用發(fā)生變化或者斷裂，而化學(xué)鍵這種相互作用太強(qiáng)了！

數(shù)據(jù)來源：《蘭氏化學(xué)手冊第二版（原書第15版）中文版》

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-14 at 16:18 ]

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回復(fù)此樓

I can safely said that nobody understands the quantum theory. —— R. P. Feynman

2樓2013-11-14 15:44:51

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