1. 개요
vapour pressure어느 닫힌 용기 안에서 액체인 물질 A가 있다고 가정해보자. 그렇다면 처음에는 증발하여 액체의 양은 줄어들 것이다. 그러다가 어느 순간부터는 액체가 기화하는 속도와 기체가 액화하는 속도가 같아진다. 이 때 액체의 양은 더 이상 줄지 않는다. 이 때 기체 A의 압력을 증기압력이라 한다. 상온을 기준으로 액체인 물질이 빠르게 증발하면 이 물질의 증기압력은 대기압에 가깝다 볼 수 있으며, 상온에서 기체라면 증기압력>대기압이라 볼 수 있다.
고체로도 충분히 가능하다. 바로 승화라는 현상이 존재하기 때문. 용융과 승화는 삼중점을 기준으로 결정된다. 삼중점보다 압력이 높으면 용융, 낮으면 승화된다.
평형 상태에 있을 경우, 액체의 화학 퍼텐셜과 증기의 화학 퍼텐셜은 같다.
증기가 되려는 힘이라고 생각하면 이해하기 쉽다. 즉, 증기압력이 클수록 증기가 된 입자 수가 많다. 분자 간 힘과 반비례하는 경향이 있다.
2. 관련 법칙
관련된 법칙으로는 라울의 법칙(어느 용액에서 용매의 증기압은 순수한 용매의 증기압*용매의 몰분율), 헨리의 법칙 등이 있다.어떤 용액의 증기 압력은 용매의 몰분율과 온도에 비례한다.[1] 증기압력의 정의에 따라 증기압력이 대기압보다 크면 끓거나 승화하기 시작한다. 물의 끓는점이 373.15K 라고 하는 것은 그 온도에서 물의 증기압력이 대기압과 같음을 의미한다. 산위에서 물이 빨리 끓는 것, 설탕물이 순수한 물보다 높은 온도에서 끓는 것 등이 이와 관련된 현상이다.
이렇게 용질의 종류와 상관없이 농도에만 관련있는 용액의 성질을 용액의 총괄성이라고 한다.
압력과 농도를 잘 조절하면 물을 0ºC 에서도 끓일 수 있다! 기화하는 건 흡열반응이기에 금방 얼음이 되어버리겠지만. 참고
[1]
단, 용질의 몰분율이 매우 작다면 헨리상수를 비례상수로 하는 비례관계가 성립한다. 당연히 커지면 라울의 법칙을 따른다.