Azentrischer Faktor

Der azentrische Faktor nach Pitzer,K.S. Pitzer: Corresponding States for Perfect Liquids. J. Chem. Phys., 7, 583–590, 1939. auch Azentrizitätsfaktor genannt, ist eine dimensionslose Stoffgröße. Er dient in der Thermodynamik als Maß für die Abweichung eines Moleküls von der idealen Kugelform und wird hauptsächlich in thermischen Zustandsgleichungen für reale Gase angewendet, z. B. in der Soave-Redlich-Kwong-Zustandsgleichung oder in der Zustandsgleichung von Peng-Robinson.

Definition Der azentrische Faktor ist definiert als:

Tr = T/Tc – reduzierte Temperatur ps – Sättigungsdampfdruck bei Tr = 0,7 pc – kritischer Druck

Damit ist , wenn ist, , wenn ist, , wenn ist.

Sind für einen Stoff die kritische Temperatur , der kritische Druck und die Siedetemperatur bei Normaldruck bekannt, dann kann der azentrische Faktor näherungsweise berechnet werden nach:

Bei den Temperaturen handelt es sich um absolute Temperaturen.

Für Stoffe, deren Moleküle nur wenig von der Kugelform abweichen (z. B. Methan), gilt .

Der Azentrizitätsfaktor wurde ursprünglich von Pitzer als ein Ausdruck in der Gleichung für den Kompressibilitätsfaktor verwendet. Durch die Anpassung an die experimentell ermittelten Dampfdrücke von Kohlenwasserstoffen ist die Gleichung bei diesen recht exakt.

Beispiele {| class = "wikitable sortable" |- class = "hintergrundfarbe6" !Stoff !Tc !pc ! |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Helium-3 (He3)||3,3 K||1,1 bar||−0,473 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Helium (He)||5,2 K || 2,3 bar || −0,365 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Argon (Ar)||150,8 K || 48,7 bar || 0,0001 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Xenon (Xe)||289,7 K || 58,4 bar || 0,008 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Wasserstoff (H2)||33,0 K || 12,9 bar || −0,216 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Stickstoff (N2)||126,2 K || 33,9 bar || 0,039 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Sauerstoff (O2)||154,6 K || 50,4 bar || 0,025 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Fluor (F2)||144,3 K || 52,2 bar || 0,054 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Chlor (Cl2)||416,9 K || 79,8 bar || 0,090 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Brom (Br2)||588,0 K || 103,0 bar || 0,108 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Fluorwasserstoff (HF)||461,0 K || 64,8 bar || 0,329 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Wasser (H2O)||647,3 K || 221,2 bar || 0,344 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Schweres Wasser (D2O)||644,0 K || 216,6 bar || 0,351 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Ammoniak (NH3)||405,5 K || 113,5 bar || 0,250 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Methan (CH4)||190,4 K || 46,0 bar || 0,011 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Ethylen (C2H4)||282,4 K || 50,4 bar || 0,089 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Propan (C3H8)||369,8 K || 42,5 bar || 0,153 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Butan (C4H10)||425,2 K || 38,0 bar || 0,199 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Isobutan (C4H10)||408,2 K || 36,5 bar || 0,183 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Kohlenmonoxid (CO)||132,9 K || 35,0 bar || 0,066 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Kohlendioxid (CO2)||304,1 K || 73,8 bar || 0,239 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Tetrafluormethan (CF4)||227,6 K || 37,4 bar || 0,177 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Tetrachlorkohlenstoff (CCl4)||556,4 K || 45,6 bar || 0,193 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Benzol (C6H6)||562,2 K || 48,9 bar || 0,212 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Toluol (C7H8)||591,8 K || 41,0 bar || 0,263 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Methanol (CH4O)||512,6 K || 80,9 bar || 0,556 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Ethanol (C2H6O)||513,9 K || 61,4 bar || 0,644 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Aceton (C3H6O)||508,1 K || 47,0 bar || 0,304 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Essigsäure (C2H4O2)||592,7 K || 57,9 bar || 0,447 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Schwefeldioxid (SO2)||430,8 K || 78,8 bar || 0,256 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Schwefeltrioxid (SO3)||491,0 K || 82,1 bar || 0,481 |- align="center" | bgcolor="#f0f0f0"|Quecksilber (Hg)||1765,0 K || 1510 bar || −0,167

Einzelnachweise

Literatur B. Poling, J. Prausnitz, J. O’Connell: The properties of gases and liquids, 5. Auflage, McGraw Hill, New York 2007.

Weblinks Verzeichnis von Nachschlagewerken mit azentrischen Faktoren

Kategorie:Stoffeigenschaft Kategorie:Kennzahl (Thermodynamik)