Řekněme, že máme tři lžíce. Do první jsme dali 5 kapek vody; do druhé dáme 5 kapek alkoholu a do třetí 5 kapek acetonu. Po chvíli počkáme, že rychle se aceton změní na plynný, následuje alkohol a až po dlouhé době se voda odpaří.
Tento příklad nám ukazuje, že látky nejdou do plynného nebo parního stavu současně a v důsledku toho se také liší jejich teploty varu.
Abychom pochopili, proč k tomu dochází, musíme nejprve pochopit, kdy dochází k tomuto přechodu z kapaliny na plyn (nebo na páru, v případě vody). Molekuly kapalin v nádobě jsou neustále pod mícháním, protože mají určitou svobodu pohybu. Atmosférický tlak vyvíjí na tyto molekuly sílu, která jim brání v přechodu do plynného stavu. Kromě toho molekuly vytvářejí mezi sebou mezimolekulární vazby, což také ztěžuje změnu jejich fyzického stavu.
Nicméně, když tyto molekuly získají určenou kinetickou energii, podaří se jim rozbít mezimolekulární vazby a setrvačnost a změnit se na plynný nebo parní stav.
Když zvýšíme teplotu této kapaliny, dodáváme energii do systému, což je způsobuje molekuly rychleji získávají energii potřebnou ke změně stavu, což se stane, když dosáhnou vaše
bod varu.V případě uvedeného příkladu jsou teploty varu acetonu, alkoholu a vody 56,2 ° C, 78,5 ° C a 100 ° C na hladině moře. To vysvětluje pořadí odpařování uvedené pro tyto kapaliny.
Ale proč tento rozdíl?
Existují dva základní faktory, které ospravedlňují rozdíly v bodech varu látek, kterými jsou: intermolekulární interakce a molární hmotnosti.
Podívejme se na následující seznam, abychom zjistili, jak tyto faktory ovlivňují bod varu látek:
- Intermolekulární interakce:
Pokud je intermolekulární interakce intenzivní, bude nutné dodat systému ještě více energie, aby se rozpadla a molekula byla schopna přejít do plynného stavu.
Intenzita těchto interakcí mezi molekulami sleduje následující sestupné pořadí:
Vodíkové vazby> permanentní dipól> indukovaný dipól
Například v tabulce vidíme, že teploty varu butan-1-olu a kyseliny ethanové jsou vyšší než teploty varu jiných látek. Je to proto, že tyto dvě látky mají vodíkové vazby, které jsou intenzivnějšími interakcemi než ostatní.
Také bod varu propanonu je vyšší než bod varu pentanu, protože interakce propanonu je permanentní dipól, který je intenzivnější než indukovaný dipól, což je interakce prováděná pentan.
Proč ale teplota varu propanonu není vyšší než teplota hexanu, protože také provádí indukovanou dipólovou interakci?
Zde přichází na řadu druhý faktor, který zasahuje do bodu varu látky: molární hmotnost.
- Molární hmotnosti:
Pokud je hmotnost molekuly velká, bude nutné dodat systému více energie, aby mohla molekula překonat setrvačnost a přejít do plynného stavu.
Například pentan a hexan provádějí stejnou interakci, kterou je indukovaný dipól, ale molární hmotnost hexanu je větší. Proto je bod varu hexanu vyšší než bod varu pentanu.
V případě butan-1ol a kyseliny ethanové obě vytvářejí vodíkové vazby a butan-1-ol má vyšší molární hmotnost. Bod varu kyseliny ethanové je však vyšší, protože dvě molekuly kyseliny ethanové mohou mezi nimi vytvářet dvě vazby. vodík (přes skupiny O a OH), zatímco dvě molekuly butan-1-olu vytvářejí navzájem pouze jednu vodíkovou vazbu (přes Skupina OH).
Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
