مقارنة بين درجة غليان المواد

لنفترض أن لدينا ثلاث ملاعق. في الحالة الأولى ، نضع 5 قطرات من الماء ؛ في الثانية ، نضع 5 قطرات من الكحول وفي الثالثة ، 5 قطرات من الأسيتون. بعد الانتظار لفترة ، سنرى أن الأسيتون سيتحول بسرعة إلى الحالة الغازية ، يليه الكحول ، وبعد فترة طويلة فقط سوف يتبخر الماء.

يوضح لنا هذا المثال أن المواد لا تدخل في حالة غازية أو بخار في نفس الوقت ، وبالتالي ، فإن نقاط غليانها مختلفة أيضًا.

لفهم سبب حدوث ذلك ، نحتاج أولاً إلى فهم وقت حدوث هذا الانتقال من السائل إلى الغاز (أو إلى البخار في حالة الماء). تتعرض جزيئات السوائل في الحاوية للتهيج باستمرار ، حيث تتمتع ببعض الحرية في الحركة. يمارس الضغط الجوي قوة على هذه الجزيئات تمنعها من المرور إلى الحالة الغازية. علاوة على ذلك ، تصنع الجزيئات روابط بين الجزيئات مع بعضها البعض ، مما يجعل من الصعب أيضًا تغيير حالتها الفيزيائية.

ومع ذلك، عندما تكتسب هذه الجزيئات طاقة حركية محددة ، فإنها تنجح في كسر روابطها بين الجزيئية والقصور الذاتي ، وتتحول إلى الحالة الغازية أو البخارية.

عندما نرفع درجة حرارة هذا السائل ، فإننا نزود النظام بالطاقة ، مما يسبب ذلك تكتسب الجزيئات بسرعة أكبر الطاقة اللازمة لتغيير الحالة ، والتي تحدث عندما تصل إلى لك نقطة الغليان.

في حالة المثال المذكور ، تكون نقاط غليان الأسيتون والكحول والماء ، على التوالي ، 56.2 درجة مئوية و 78.5 درجة مئوية و 100 درجة مئوية عند مستوى سطح البحر. هذا ما يفسر ترتيب التبخر المذكور لهذه السوائل.

لكن لماذا هذا الاختلاف؟

هناك عاملان أساسيان يبرران الاختلافات في نقاط غليان المواد وهما: التفاعلات بين الجزيئات والكتل المولية.

لنلقِ نظرة على القائمة التالية لنرى كيف تؤثر هذه العوامل على درجة غليان المواد:

• التفاعلات بين الجزيئات:

لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)

إذا كان التفاعل بين الجزيئات شديدًا ، فسيكون من الضروري توفير المزيد من الطاقة للنظام حتى يتفكك ويكون الجزيء قادرًا على الانتقال إلى الحالة الغازية.

شدة هذه التفاعلات بين الجزيئات تتبع الترتيب التنازلي التالي:

روابط هيدروجينية> ثنائي القطب الدائم> ثنائي القطب المستحث

على سبيل المثال ، في الجدول ، نرى أن نقاط غليان البيوتان -1 أول وحمض الإيثانويك أعلى من تلك الموجودة في المواد الأخرى. هذا لأن هاتين المادتين لهما روابط هيدروجينية ، وهي تفاعلات أكثر كثافة من غيرها.

كما أن درجة غليان البروبانون أعلى من درجة غليان البنتان لأن تفاعل البروبانون يكون دائم ثنائي القطب ، وهو أكثر كثافة من ثنائي القطب المستحث ، وهو التفاعل الذي يؤديه البنتان.

ولكن لماذا لا تكون درجة غليان البروبانون أعلى من درجة غليان الهكسان ، حيث أنه يؤدي أيضًا التفاعل المستحث ثنائي القطب؟

هذا هو المكان الذي يأتي فيه العامل الثاني الذي يتداخل مع نقطة غليان مادة ما: الكتلة المولية.

• الكتل المولية:

إذا كانت كتلة الجزيء كبيرة ، فسيكون من الضروري توفير المزيد من الطاقة للنظام حتى يتمكن الجزيء من التغلب على القصور الذاتي والانتقال إلى الحالة الغازية.

على سبيل المثال ، يؤدي البنتان والهكسان نفس التفاعل ، وهو تفاعل ثنائي القطب المستحث ، لكن الكتلة المولية للهكسان أكبر. لذلك ، فإن درجة غليان الهكسان أعلى من درجة غليان البنتان.

في حالة البيوتان -1ol وحمض الإيثانويك ، يصنع كلاهما روابط هيدروجينية ويكون البوتان -1 أول له كتلة مولية أعلى. ومع ذلك ، فإن نقطة غليان حمض ethanoic أعلى لأن جزيئين من حمض ethanoic يمكن أن يشكلوا رابطين بينهما. الهيدروجين (من خلال مجموعات O و OH) ، في حين أن جزيئين من البيوتان -1-أول يؤسسان رابطة هيدروجينية واحدة فقط مع بعضهما البعض (من خلال مجموعة OH).

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:

فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "مقارنة بين درجة غليان المواد" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.

ج) () ترجع قابلية السكر للذوبان في الماء إلى إنشاء روابط هيدروجينية بين جزيئات السكروز والماء.