एंटोनी समीकरण

एंटोनी समीकरण अर्ध-अनुभवजन्य सहसंबंधों का एक वर्ग है जो शुद्ध पदार्थों के वाष्प दबाव और तापमान के बीच के संबंध का वर्णन करता है। एंटोनी समीकरण क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध से लिया गया है। 1888 में फ्रांसीसी इंजीनियर द्वारा समीकरण प्रस्तुत किया गया था (1825–1897).

समीकरण
एंटोनी समीकरण है
 * $$\log_{10} p = A-\frac{B}{C+T}.$$

जहाँ p वाष्प दाब है, $T$ तापमान है (°C में या K में C के मान के अनुसार) और $A$, $B$ और $C$ घटक-विशिष्ट स्थिरांक हैं।

के साथ सरलीकृत रूप $C$ शून्य पर सेट करें:
 * $$\log_{10} p = A-\frac{B}{T}$$

जर्मन भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट फर्डिनेंड अगस्त (1795-1870) के बाद अगस्त समीकरण है। अगस्त समीकरण दबाव के लघुगणक और पारस्परिक तापमान के बीच एक रैखिक संबंध का वर्णन करता है। यह वाष्पीकरण की तापमान-स्वतंत्र गर्मी मानता है। एंटोनी समीकरण तापमान के साथ वाष्पीकरण की गर्मी के परिवर्तन के एक बेहतर, लेकिन अभी भी अचूक विवरण की अनुमति देता है।

सरल बीजगणितीय जोड़-तोड़ के साथ एंटोनी समीकरण को तापमान-स्पष्ट रूप में भी रूपांतरित किया जा सकता है:
 * $$T = \frac{B}{A-\log_{10}\, p} - C$$

वैधता सीमा
आमतौर पर, एंटोनी समीकरण का उपयोग संपूर्ण संतृप्त वाष्प दबाव वक्र को ट्रिपल बिंदु से महत्वपूर्ण बिंदु (थर्मोडायनामिक्स) तक वर्णित करने के लिए नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह पर्याप्त लचीला नहीं है। इसलिए, एक घटक के लिए कई पैरामीटर सेट आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। सामान्य क्वथनांक तक वाष्प दबाव वक्र का वर्णन करने के लिए एक निम्न-दबाव पैरामीटर सेट का उपयोग किया जाता है और मापदंडों के दूसरे सेट का उपयोग सामान्य क्वथनांक से महत्वपूर्ण बिंदु तक की सीमा के लिए किया जाता है।

 Image:VaporPressureFitAugust.png | अगस्त समीकरण के विचलन फिट (2 पैरामीटर) Image:VaporPressureFitAntoine.png | एंटोनी समीकरण के विचलन फिट (3 पैरामीटर) Image:VaporPressureFitDIPPR101.png | DIPPR 105 समीकरण के विचलन फिट (4 पैरामीटर) 

उदाहरण गणना
इथेनॉल का सामान्य क्वथनांक T हैB= 78.32 डिग्री सेल्सियस।


 * $$\begin{align}

P &= 10^{\left(8.20417 - \frac{1642.89}{78.32 + 230.300}\right)} = 760.0\ \text{mmHg} \\ P &= 10^{\left(7.68117 - \frac{1332.04}{78.32 + 199.200}\right)} = 761.0\ \text{mmHg} \end{align}$$ (760{{nbsp}एमएमएचजी = 101.325केपीए = 1.000एटीएम = सामान्य दबाव)

यह उदाहरण गुणांक के दो अलग-अलग सेटों का उपयोग करने के कारण होने वाली एक गंभीर समस्या को दर्शाता है। वर्णित वाष्प दबाव निरंतर कार्य नहीं है - सामान्य क्वथनांक पर दो सेट अलग-अलग परिणाम देते हैं। यह कम्प्यूटेशनल तकनीकों के लिए गंभीर समस्याएं पैदा करता है जो निरंतर वाष्प दबाव वक्र पर निर्भर करती हैं।

दो समाधान संभव हैं: पहला दृष्टिकोण एक बड़े तापमान रेंज पर सेट एकल एंटोनी पैरामीटर का उपयोग करता है और परिकलित और वास्तविक वाष्प दबावों के बीच बढ़े हुए विचलन को स्वीकार करता है। इस एकल सेट दृष्टिकोण का एक प्रकार परीक्षण किए गए तापमान रेंज के लिए फिट किए गए एक विशेष पैरामीटर सेट का उपयोग कर रहा है। दूसरा समाधान तीन से अधिक मापदंडों के साथ दूसरे वाष्प दबाव समीकरण पर स्विच कर रहा है। आम तौर पर एंटोनी समीकरण (नीचे देखें) और डीआईपीपीआर या वाग्नेर के समीकरणों के सरल विस्तार होते हैं।

इकाइयां
एंटोनी के समीकरण के गुणांक आमतौर पर एमएमएचजी में दिए जाते हैं - आज भी जहां इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली की सिफारिश की जाती है और पास्कल (यूनिट) को प्राथमिकता दी जाती है। प्री-एसआई इकाइयों के उपयोग के केवल ऐतिहासिक कारण हैं और एंटोनी के मूल प्रकाशन से सीधे उत्पन्न होते हैं।

हालांकि पैरामीटर को विभिन्न दबाव और तापमान इकाइयों में परिवर्तित करना आसान है। डिग्री सेल्सियस से केल्विन में स्विच करने के लिए सी पैरामीटर से 273.15 घटाना पर्याप्त है। पारे के मिलीमीटर से पास्कल में बदलने के लिए, दोनों इकाइयों के बीच कारक के सामान्य लघुगणक को A पैरामीटर में जोड़ना पर्याप्त है:


 * $$A_{\mathrm{Pa}} = A_{\mathrm{mmHg}} + \log_{10}\frac{101325}{760} = A_{\mathrm{mmHg}} + 2.124903.$$

इथेनॉल के लिए डिग्री सेल्सियस और एमएमएचजी के लिए पैरामीटर
 * ए, 8.20417
 * बी, 1642.89
 * सी, 230.300

K और Pa के लिए परिवर्तित हो जाते हैं
 * ए, 10.32907
 * बी, 1642.89
 * सी, -42.85

'टी' के साथ पहला उदाहरण गणनाB = 351.47 के हो जाता है
 * $$\log_{10}(P) = 10{.}3291 - \frac{1642{.}89}{351{.}47 - 42{.}85} = 5{.}005727378 = \log_{10}(101328\ \mathrm{Pa}).$$

एक समान सरल परिवर्तन का उपयोग किया जा सकता है यदि प्राकृतिक लघुगणक द्वारा सामान्य लघुगणक का आदान-प्रदान किया जाना चाहिए। ए और बी पैरामीटर को ln(10) = 2.302585 से गुणा करना पर्याप्त है।

परिवर्तित मापदंडों के साथ उदाहरण गणना (K और Pa के लिए):
 * ए, 23.7836
 * बी, 3782.89
 * सी, -42.85

बन जाता है


 * $$\ln P = 23{.}7836 - \frac{3782{.}89}{351{.}47 - 42{.}85} = 11{.}52616367 = \ln(101332\,\mathrm{Pa}).$$

(परिणामों में छोटे अंतर केवल गुणांकों की प्रयुक्त सीमित परिशुद्धता के कारण होते हैं)।

एंटोनी समीकरणों का विस्तार
एंटोनी समीकरण की सीमाओं को दूर करने के लिए अतिरिक्त शर्तों द्वारा कुछ सरल विस्तार का उपयोग किया जाता है:


 * $$\begin{align}

P &= \exp{\left( A + \frac{B}{C+T} + D \cdot T + E \cdot T^2 + F \cdot \ln \left( T \right) \right)} \\ P &= \exp\left( A + \frac{B}{C+T} + D \cdot \ln \left( T \right) + E \cdot T^F\right). \end{align}$$ अतिरिक्त पैरामीटर समीकरण के लचीलेपन को बढ़ाते हैं और संपूर्ण वाष्प दबाव वक्र के विवरण की अनुमति देते हैं। अतिरिक्त पैरामीटर डी, ई और एफ को 0 पर सेट करके विस्तारित समीकरण रूपों को मूल रूप में कम किया जा सकता है।

एक और अंतर यह है कि विस्तारित समीकरण ई को घातांक फलन और प्राकृतिक लघुगणक के लिए आधार के रूप में उपयोग करते हैं। यह समीकरण प्रपत्र को प्रभावित नहीं करता है।

एंटोनी समीकरण मापदंडों के लिए स्रोत

 * NIST केमिस्ट्री वेबबुक
 * डॉर्टमुंड डाटा बैंक
 * एंटोनी युक्त संदर्भ पुस्तकों और डेटा बैंकों की निर्देशिका स्थिरांक
 * कई संदर्भ पुस्तकें और प्रकाशन, उदा। जी।
 * लैंग की हैंडबुक ऑफ केमिस्ट्री, मैकग्रा-हिल प्रोफेशनल
 * विचटरले आई., लाइनेक जे., शुद्ध यौगिकों के एंटोनी वाष्प दाब स्थिरांक
 * Yaws C. L., यांग H.-C., आसानी से वाष्प दाब का अनुमान लगाने के लिए। एंटोनी गुणांक संबंधित वाष्प दबाव को तापमान से लगभग 700 प्रमुख कार्बनिक यौगिकों के लिए, हाइड्रोकार्बन प्रसंस्करण, 68(10), पृष्ठ 65-68, 1989

यह भी देखें

 * पानी का वाष्प दाब
 * आर्डेन बक समीकरण
 * ली-केसलर विधि
 * गोफ-ग्राच समीकरण
 * राउल्ट का नियम
 * थर्मोडायनामिक गतिविधि

बाहरी संबंध

 * Gallica, scanned original paper
 * NIST Chemistry Web Book
 * Calculation of vapor pressures with the Antoine equation