Disons que nous avons trois cuillères. Dans le premier, on met 5 gouttes d'eau; dans le second, on met 5 gouttes d'alcool et dans le troisième, 5 gouttes d'acétone. Après avoir attendu un certain temps, nous verrons que l'acétone passera rapidement à l'état gazeux, suivi par l'alcool, et ce n'est qu'après un long moment que l'eau s'évaporera.
Cet exemple nous montre que les substances ne passent pas à l'état gazeux ou à l'état vapeur en même temps et, par conséquent, leurs points d'ébullition sont également différents.
Pour comprendre pourquoi cela se produit, nous devons d'abord comprendre quand se produit cette transition du liquide au gaz (ou à la vapeur dans le cas de l'eau). Les molécules de liquides dans un récipient sont constamment agitées, car elles ont une certaine liberté de mouvement. La pression atmosphérique exerce une force sur ces molécules qui les empêche de passer à l'état gazeux. De plus, les molécules établissent des liaisons intermoléculaires entre elles, ce qui rend également difficile le changement d'état physique.
cependant, lorsque ces molécules acquièrent une énergie cinétique déterminée, elles parviennent à rompre leurs liaisons intermoléculaires et leur inertie, passant à l'état gazeux ou vapeur.
Lorsque nous augmentons la température de ce liquide, nous fournissons de l'énergie au système, ce qui provoque ces les molécules acquièrent plus rapidement l'énergie nécessaire pour changer d'état, ce qui se produit lorsqu'elles atteignent la votre point d'ébullition.
Dans le cas de l'exemple donné, les points d'ébullition de l'acétone, de l'alcool et de l'eau sont respectivement de 56,2 °C, 78,5 °C et 100 °C au niveau de la mer. Ceci explique l'ordre d'évaporation mentionné pour ces liquides.
Mais pourquoi cette différence ?
Il y a deux facteurs de base qui justifient les différences dans les points d'ébullition des substances, qui sont: interactions intermoléculaires et masses molaires.
Regardons la liste suivante pour voir comment ces facteurs influencent le point d'ébullition des substances :
- Interactions intermoléculaires :
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Si l'interaction intermoléculaire est intense, il faudra fournir encore plus d'énergie au système pour qu'il se décompose et que la molécule puisse passer à l'état gazeux.
L'intensité de ces interactions entre molécules suit l'ordre décroissant suivant :
Liaisons hydrogène > dipôle permanent > dipôle induit
Par exemple, dans le tableau, nous voyons que les points d'ébullition du butan-1-ol et de l'acide éthanoïque sont plus élevés que ceux d'autres substances. En effet, ces deux substances ont des liaisons hydrogène, qui sont des interactions plus intenses que les autres.
De plus, le point d'ébullition de la propanone est plus élevé que celui du pentane car l'interaction de la propanone est dipôle permanent, qui est plus intense que le dipôle induit, qui est l'interaction réalisée par le pentane.
Mais pourquoi le point d'ébullition de la propanone n'est-il pas plus élevé que celui de l'hexane, puisqu'il effectue également l'interaction dipolaire induite ?
C'est là qu'intervient le deuxième facteur qui interfère avec le point d'ébullition d'une substance: la masse molaire.
- Masses molaires :
Si la masse de la molécule est importante, il faudra fournir plus d'énergie au système pour que la molécule puisse vaincre l'inertie et passer à l'état gazeux.
Par exemple, le pentane et l'hexane réalisent la même interaction, qui est celle d'un dipôle induit, mais la masse molaire de l'hexane est plus importante. Par conséquent, le point d'ébullition de l'hexane est plus élevé que celui du pentane.
Dans le cas du butan-1ol et de l'acide éthanoïque, les deux forment des liaisons hydrogène et le butan-1-ol a une masse molaire plus élevée. Cependant, le point d'ébullition de l'acide éthanoïque est plus élevé car deux molécules d'acide éthanoïque peuvent former deux liaisons entre elles. hydrogène (via les groupes O et OH), tandis que deux molécules de butan-1-ol n'établissent qu'une seule liaison hydrogène l'une avec l'autre (via le groupe OH).
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Comparaison entre les points d'ébullition des substances »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm. Consulté le 27 juin 2021.
c) ( ) La solubilité du sucre dans l'eau est due à l'établissement de liaisons hydrogène entre le saccharose et les molécules d'eau.
