Да кажем, че имаме три лъжици. В първия сложихме 5 капки вода; във втория слагаме 5 капки алкохол, а в третия - 5 капки ацетон. След известно изчакване ще видим, че ацетонът бързо ще премине в газообразно състояние, последван от алкохол и само след дълго водата ще се изпари.
Този пример ни показва, че веществата не преминават едновременно в газообразно или парообразно състояние и следователно техните точки на кипене също са различни.
За да разберем защо се случва това, първо трябва да разберем кога настъпва този преход от течност към газ (или към пара в случай на вода). Молекулите течности в контейнер постоянно се разбъркват, тъй като имат известна свобода да се движат. Атмосферното налягане упражнява сила върху тези молекули, която им пречи да преминат в газообразно състояние. Освен това молекулите правят междумолекулни връзки помежду си, което също затруднява промяната на тяхното физическо състояние.
Въпреки това, когато тези молекули придобият определена кинетична енергия, те успяват да разкъсат своите междумолекулни връзки и инерция, променяйки се в газообразно или парно състояние.
Когато увеличаваме температурата на тази течност, ние доставяме енергия на системата, която ги причинява молекулите по-бързо придобиват енергията, необходима за промяна на състоянието, което се случва, когато достигнат Вашият точка на кипене.
В случая с дадения пример температурите на кипене на ацетон, алкохол и вода са съответно 56,2 ° C, 78,5 ° C и 100 ° C на морското равнище. Това обяснява реда на изпаряване, споменат за тези течности.
Но защо тази разлика?
Има два основни фактора, които оправдават разликите в температурите на кипене на веществата, а именно: междумолекулни взаимодействия и моларни маси.
Нека да разгледаме следния списък, за да видим как тези фактори влияят върху точката на кипене на веществата:
- Междумолекулни взаимодействия:
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Ако междумолекулното взаимодействие е интензивно, ще е необходимо да се достави още повече енергия на системата, така че тя да се разпадне и молекулата да може да премине в газообразно състояние.
Интензивността на тези взаимодействия между молекулите следва следния низходящ ред:
Водородни връзки> постоянен дипол> индуциран дипол
Например в таблицата виждаме, че температурите на кипене на бутан-1-ол и етанова киселина са по-високи от тези на другите вещества. Това е така, защото тези две вещества имат водородни връзки, които са по-интензивни взаимодействия от останалите.
Също така, точката на кипене на пропанона е по-висока от тази на пентана, тъй като взаимодействието на пропанона е постоянен дипол, който е по-интензивен от индуцирания дипол, който е взаимодействието, извършено от пентан.
Но защо точката на кипене на пропанона не е по-висока от тази на хексана, тъй като той също така осъществява индуцираното диполно взаимодействие?
Тук идва вторият фактор, който пречи на точката на кипене на дадено вещество: моларната маса.
- Моларни маси:
Ако масата на молекулата е голяма, ще е необходимо да се достави повече енергия на системата, за да може молекулата да преодолее инерцията и да се премести в газообразно състояние.
Например, пентанът и хексанът извършват същото взаимодействие, което е при индуциран дипол, но моларната маса на хексана е по-голяма. Следователно точката на кипене на хексана е по-висока от тази на пентана.
В случая на бутан-1ol и етанова киселина, и двете образуват водородни връзки и бутан-1-олът има по-висока моларна маса. Точката на кипене на етанова киселина обаче е по-висока, тъй като две молекули етанова киселина могат да образуват две връзки между тях. водород (чрез О и ОН групите), докато две молекули бутан-1-ол установяват само една водородна връзка помежду си (чрез ОН група).
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:
FOGAÇA, Дженифър Роча Варгас. „Сравнение между точките на кипене на веществата“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.
в) () Разтворимостта на захарта във вода се дължи на установяването на водородни връзки между захарозата и водните молекули.
