Recimo da imamo tri žlice. U prvu smo stavili 5 kapi vode; u drugu smo stavili 5 kapi alkohola, a u treću 5 kapi acetona. Nakon malo pričekanja vidjet ćemo da će se aceton brzo promijeniti u plinovito stanje, praćen alkoholom i tek nakon dugo vremena voda će ispariti.
Ovaj nam primjer pokazuje da tvari ne prelaze istodobno u plinovito ili u parno stanje, pa su i njihova vrelišta različita.
Da bismo razumjeli zašto se to događa, prvo moramo razumjeti kada se dogodi taj prijelaz iz tekućine u plin (ili u paru, u slučaju vode). Molekule tekućina u spremniku stalno su uznemirene, jer imaju određenu slobodu kretanja. Atmosferski tlak vrši silu na ove molekule koja sprečava njihov prelazak u plinovito stanje. Nadalje, molekule međusobno stvaraju intermolekularne veze, što također otežava promjenu njihovog fizičkog stanja.
Međutim, kada te molekule steknu određenu kinetičku energiju, uspijevaju razbiti svoje intermolekularne veze i inerciju, mijenjajući se u plinovito ili parno stanje.
Kada povećavamo temperaturu ove tekućine, sustav opskrbljujemo energijom koja ih uzrokuje molekule brže stječu energiju potrebnu za promjenu stanja, što se događa kad dođu u tvoj
vrelište.U slučaju navedenog primjera, točke vrenja acetona, alkohola i vode su na razini mora 56,2 ° C, 78,5 ° C i 100 ° C. To objašnjava redoslijed isparavanja koji se spominje za te tekućine.
Ali zašto ta razlika?
Dva su osnovna čimbenika koja opravdavaju razlike u vrelištima tvari, a to su: intermolekularne interakcije i molarne mase.
Pogledajmo sljedeći popis kako bismo vidjeli kako ovi čimbenici utječu na točku vrenja tvari:
- Intermolekularne interakcije:
Ako je intermolekularna interakcija intenzivna, bit će potrebno opskrbiti sustav još više energije tako da se razbije i molekula prijeđe u plinovito stanje.
Intenzitet ovih interakcija između molekula slijedi sljedeći silazni redoslijed:
Vodikove veze> trajni dipol> inducirani dipol
Na primjer, u tablici vidimo da su vrelišta butan-1-ola i etanske kiseline viša od tačaka vrenja ostalih tvari. To je zato što ove dvije tvari imaju vodikove veze, koje su intenzivnije interakcije od ostalih.
Također, točka ključanja propanona viša je od točke pentana, jer je interakcija propanona trajni dipol, koji je intenzivniji od induciranog dipola, a to je interakcija koju provodi pentan.
Ali zašto točka ključanja propanona nije viša od temperature vrenja heksana, jer on također provodi induciranu dipolnu interakciju?
Tu dolazi drugi faktor koji ometa točku ključanja tvari: molarna masa.
- Molarne mase:
Ako je masa molekule velika, bit će potrebno opskrbiti sustavom više energije kako bi molekula mogla prevladati inerciju i preći u plinovito stanje.
Na primjer, pentan i heksan vrše istu interakciju, kao ona induciranog dipola, ali molarna masa heksana je veća. Stoga je točka ključanja heksana viša od točke vrenja pentana.
U slučaju butan-1ol i etanske kiseline, oba stvaraju vodikove veze, a butan-1-ol ima veću molarnu masu. Međutim, vrelište etanske kiseline je veće jer dvije molekule etanske kiseline mogu stvoriti dvije veze između sebe. vodik (kroz O i OH skupine), dok dvije molekule butan-1-ola uspostavljaju samo jednu vodikovu vezu jedna s drugom (kroz OH skupina).
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
