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chemistryli

金虫 (小有名气)

[求助] 求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系

请问石墨的饱和蒸汽压与温度关系的具体公式是什么？谢谢

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-11 at 14:25 ]
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1楼 2013-11-11 10:21:51
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sddtc888

至尊木虫 (著名写手)

Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T
要求石墨（固态）的饱和蒸汽压与温度的关系，也就是说存在以下相变：

C (石墨, s) == C (g)

这是升华现象（即从固态直接变成气态），那么根据热力学平衡理论
求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系
所以
求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-1

其中求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-2是饱和蒸汽压，求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-3是标准压力，求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-4，R = 8.314 J/K•mol

然后查化学手册，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

将上述数据代入式子里，得：
求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-5，其中求石墨的饱和蒸汽压与温度的关系-6


不过这里有一个问题，理论上说，将石墨不断地加热，当温度很高的时候，其肯定会气化变成气态下的“碳气体”，且气体肯定是单原子分子气体，但问题来了，比如在常温下，石墨是以固态形式存在，石墨的结构是层状的，由许多单层的石墨烯堆积而成，而每层石墨烯相当于是一个以碳六元环为基础的，不断重复的“高分子”平面材料，碳与碳之间是通过碳-碳化学键结合在一起的，如果存在石墨的饱和蒸汽压，即满足石墨和“碳气体”之间存在一个气-固平衡，平衡是动态的，即石墨中碳原子会进入气相“碳气体”，气相中的碳会进入石墨中变成石墨层状结构中的一个碳，但从微观结构上看，石墨里碳与碳之间是通过碳-碳化学键结合在一起，会发生“石墨里的一个碳原子断了与周围碳原子形成的化学键，然后跑入气相中；同时，气相中的碳进入石墨内，与它周围的碳成键，变成石墨里的一个碳”这一过程吗？？？这是需要好好考虑的问题，如果这一过程不存在，则石墨这种固体材料没有饱和蒸汽压这一物理性质，如果这一过程存在，则饱和蒸汽压满足上面的公式！

个人觉得应该不存在这种过程，即石墨没有饱和蒸汽压这种性质。因为在一般相变过程中，都是分子间相互作用力（范德华力）或者氢键（比如水中）这种弱相互作用发生变化或者断裂，而化学键这种相互作用太强了！

数据来源：《兰氏化学手册 第二版（原书第15版） 中文版》

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-14 at 16:18 ]
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I can safely said that nobody understands the quantum theory. —— R. P. Feynman
2楼2013-11-14 15:44:51
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