Mondjuk három kanálunk van. Az elsőbe 5 csepp vizet teszünk; a másodikba 5 csepp alkoholt, a harmadikba pedig 5 csepp acetont teszünk. Egy kis várakozás után látni fogjuk, hogy az aceton gyorsan gázállapotba kerül, ezt követi az alkohol, és csak hosszú idő után párolog el a víz.
Ez a példa azt mutatja, hogy az anyagok nem mennek gáz- vagy gőzállapotba egyszerre, és ennek következtében forráspontjaik is különböznek.
Ahhoz, hogy megértsük, miért történik ez, először meg kell értenünk, hogy mikor következik be ez az átmenet a folyadékról a gázra (vagy víz esetén a gőzre). A tartályban lévő folyadékmolekulák állandóan keverés alatt állnak, mivel van némi mozgásszabadságuk. A légköri nyomás olyan erőt fejt ki ezekre a molekulákra, amelyek megakadályozzák, hogy gáznemű állapotba kerüljenek. Továbbá a molekulák intermolekuláris kötéseket hoznak létre egymással, ami szintén megnehezíti fizikai állapotuk megváltoztatását.
Azonban, amikor ezek a molekulák meghatározott kinetikus energiát szereznek, sikerül megszakítaniuk az intermolekuláris kötéseket és a tehetetlenséget, gáz- vagy gőzállapotra váltva.
Amikor megemeljük ennek a folyadéknak a hőmérsékletét, energiát látunk el a rendszerrel, ami ezeket okozza a molekulák gyorsabban megszerzik az állapotváltozáshoz szükséges energiát, ami akkor következik be, amikor elérik a a te forráspont.
A megadott példa esetében az aceton, az alkohol és a víz forráspontja 56,2 ° C, 78,5 ° C és 100 ° C a tengerszinten. Ez megmagyarázza az említett folyadékok említett párolgási sorrendjét.
De miért ez a különbség?
Két alapvető tényező igazolja az anyagok forráspontjának különbségeit: intermolekuláris kölcsönhatások és moláris tömegek.
Nézzük meg a következő listát, hogy ezek a tényezők hogyan befolyásolják az anyagok forráspontját:
- Intermolekuláris interakciók:
Ha az intermolekuláris interakció intenzív, akkor még több energiával kell ellátni a rendszert, hogy az lebontsa és a molekula képes legyen átjutni a gáz halmazállapotba.
Ezen molekulák közötti kölcsönhatások intenzitása a következő csökkenő sorrendet követi:
Hidrogénkötések> állandó dipólus> indukált dipólus
Például a táblázatban azt látjuk, hogy a bután-1-ol és az etánsav forráspontja magasabb, mint más anyagoké. Ennek az az oka, hogy ez a két anyag hidrogénkötésekkel rendelkezik, amelyek intenzívebb kölcsönhatások, mint a többi.
A propanon forráspontja magasabb, mint a pentáné, mert a propanon kölcsönhatása igen állandó dipólus, amely intenzívebb, mint az indukált dipólus, amely kölcsönhatás a pentán.
De miért nem magasabb a propanon forráspontja, mint a hexáné, mivel elvégzi az indukált dipólus kölcsönhatást is?
Itt jön be az anyag forráspontját zavaró második tényező: a moláris tömeg.
- Moláris misék:
Ha a molekula tömege nagy, akkor több energiát kell táplálni a rendszerbe, hogy a molekula leküzdje a tehetetlenséget és gázállapotba tudjon lépni.
Például a pentán és a hexán ugyanazt a kölcsönhatást végzi, mint az indukált dipólé, de a hexán moláris tömege nagyobb. Ezért a hexán forráspontja magasabb, mint a pentáné.
A bután-1ol és az etánsav esetében mindkettő hidrogénkötést hoz létre, és a bután-1-olnak nagyobb a moláris tömege. Az etánsav forráspontja azonban magasabb, mert két etánsavmolekula két kötést képes kialakítani közöttük. hidrogén (az O- és az OH-csoporton keresztül), míg a két bután-1-ol-molekula csak egy hidrogénkötést hoz létre egymással (a OH csoport).
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
