Oletetaan, että meillä on kolme lusikkaa. Ensimmäiseen laitamme 5 tippaa vettä; toiseen laitamme 5 tippaa alkoholia ja kolmanteen 5 tippaa asetonia. Hetken odottamisen jälkeen huomaamme, että asetoni muuttuu nopeasti kaasumaiseksi tilaksi, jota seuraa alkoholi, ja vasta pitkän ajan kuluttua vesi haihtuu.
Tämä esimerkki osoittaa meille, että aineet eivät mene kaasu- tai höyrytilaan samanaikaisesti ja siten myös niiden kiehumispisteet ovat erilaiset.
Ymmärtääksemme miksi näin tapahtuu, meidän on ensin ymmärrettävä, milloin tämä siirtyminen nesteestä kaasuun (tai höyryyn veden tapauksessa) tapahtuu. Säiliössä olevia nestemolekyylejä sekoitetaan jatkuvasti, koska niillä on jonkin verran vapautta liikkua. Ilmanpaine kohdistaa näihin molekyyleihin voiman, joka estää niitä siirtymästä kaasumiseen. Lisäksi molekyylit muodostavat molekyylien välisiä sidoksia keskenään, mikä myös vaikeuttaa niiden fysikaalisen tilan muuttamista.
Kuitenkin, kun nämä molekyylit hankkivat määrätyn kineettisen energian, ne onnistuvat rikkomaan molekyylien väliset sidoksensa ja inertiansa muuttamalla kaasu- tai höyrytilaksi.
Kun nostamme tämän nesteen lämpötilaa, toimitamme järjestelmälle energiaa, mikä aiheuttaa nämä molekyylit hankkivat nopeammin tilan muuttamiseen tarvittavan energian, joka tapahtuu, kun ne saavuttavat sinun kiehumispiste.
Annetun esimerkin tapauksessa asetonin, alkoholin ja veden kiehumispisteet ovat vastaavasti 56,2 ° C, 78,5 ° C ja 100 ° C merenpinnan tasolla. Tämä selittää näiden nesteiden haihdutusjärjestyksen.
Mutta miksi tämä ero?
On kaksi perustekijää, jotka oikeuttavat aineiden kiehumispisteiden erot: molekyylien väliset vuorovaikutukset ja moolimassa.
Katsotaan seuraavasta luettelosta, miten nämä tekijät vaikuttavat aineiden kiehumispisteeseen:
- Molekyylien väliset vuorovaikutukset:
Jos molekyylien välinen vuorovaikutus on voimakasta, on tarpeen syöttää järjestelmälle vielä enemmän energiaa, jotta se hajoaa ja molekyyli kykenee siirtymään kaasumaiseen tilaan.
Näiden molekyylien välisten vuorovaikutusten voimakkuus seuraa seuraavaa laskevaa järjestystä:
Vetysidokset> pysyvä dipoli> indusoitu dipoli
Esimerkiksi taulukossa näemme, että butan-1-olin ja etaanihapon kiehumispisteet ovat korkeammat kuin muiden aineiden kiehumispisteet. Tämä johtuu siitä, että näillä kahdella aineella on vetysidoksia, jotka ovat voimakkaampia vuorovaikutuksia kuin muut.
Myös propanonin kiehumispiste on korkeampi kuin pentaanin, koska propanonin vuorovaikutus on - pysyvä dipoli, joka on voimakkaampi kuin indusoitu dipoli, joka on pentaani.
Mutta miksi propanonin kiehumispiste ei ole korkeampi kuin heksaanin, koska se suorittaa myös indusoidun dipolivuorovaikutuksen?
Täältä tulee toinen aine, joka häiritsee aineen kiehumispistettä: moolimassa.
- Molaarimassat:
Jos molekyylin massa on suuri, on tarpeen syöttää enemmän energiaa järjestelmään, jotta molekyyli voi voittaa inertian ja siirtyä kaasumaiseen tilaan.
Esimerkiksi pentaanilla ja heksaanilla on sama vuorovaikutus kuin indusoidulla dipolilla, mutta heksaanin moolimassa on suurempi. Siksi heksaanin kiehumispiste on korkeampi kuin pentaanin.
Butan-1olin ja etaanihapon tapauksessa molemmat muodostavat vetysidoksia ja butan-1-oliilla on suurempi moolimassa. Etaanihapon kiehumispiste on kuitenkin korkeampi, koska kaksi etaanihappomolekyyliä voi muodostaa kaksi sidosta niiden välille. vety (O- ja OH-ryhmien kautta), kun taas kaksi butan-1-oli-molekyyliä muodostaa vain yhden vetysidoksen toisiinsa ( OH-ryhmä).
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
