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Lexikon der Chemie: Dampfdruck

Dampfdruck, der Druck, der sich im Gleichgewicht und in Abwesenheit von Fremdgasen über einer in einem geschlossenen Gefäß befindlichen Flüssigkeit einstellt. Auch feste Stoffe weisen einen D. auf, der aber korrekter als Sublimationsdruck bezeichnet wird. Für reine Stoffe ist der D. (auch Sättigungsdampfdruck genannt) eine nur von der Art des Stoffes und der Temperatur abhängige Größe. Er wächst mit steigender Temperatur. Die Abhängigkeit des D. von der Temperatur wird graphisch als Dampfdruckkurve (Phasendiagramm) dargestellt und durch die Clausius-Clapeyronsche Gleichung beschrieben. Für kleine Flüssigkeitströpfchen gilt die Thomsonsche Gleichung. Eine Flüssigkeit siedet, wenn ihr D. gleich dem Außendruck ist. Wird der Druck über der Flüssigkeit durch Abpumpen der Gasphase verringert, erniedrigt sich der Siedepunkt. Das nutzt man bei der Vakuumdestillation zur schonenden Stofftrennung aus.

Fremdgase, die in der Flüssigkeit unlöslich sind, beeinflussen den Sättigungsdampfdruck kaum, solange die Fremdgasdrücke nicht zu groß sind. Bei zwei miteinander nicht mischbaren flüssigen Phasen ist der Gesamtdampfdruck gleich der Summe der D. der beiden Phasen. Dagegen hängen in homogenen Mischungen die D. der Bestandteile vom Mischungsverhältnis ab (Dampfdruckdiagramm, Raoultsches Gesetz).

Zur Messung des D. gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Bei der statischen Methode wird die Flüssigkeit in ein evakuiertes Gefäß gebracht und der D. in Abhängigkeit von der Temperatur mit einem angeschlossenen Manometer bestimmt. Bei der dynamischen Methode ermittelt man die Siedetemperaturen in Abhängigkeit vom vorgegebenen Außendruck. Bei der Mitführungsmethode läßt man durch die Flüssigkeit ein unlösliches Gas so langsam hindurchströmen, daß es sich mit dem Dampf sättigt und bestimmt die von einem vorgegebenen Gasvolumen abtransportierte Flüssigkeitsmenge. Sehr niedrige Dampf- und Sublimationsdrücke werden mit Knudsen-Zellen gemessen. Das sind abgeschlossene Behälter mit einer sehr engen Düse, in denen sich die Probe befindet. Die durch Knudsen-Diffusion aus der Düse ausströmende Substanzmenge wird gemessen und ist proportional dem D. der Probe.

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