Pieņemsim, ka mums ir trīs karotes. Pirmajā mēs ieliekam 5 pilienus ūdens; otrajā mēs ieliekam 5 pilienus alkohola un trešajā - 5 pilienus acetona. Pēc neilga laika mēs redzēsim, ka ātri acetons mainīsies gāzveida stāvoklī, kam seko alkohols, un tikai pēc ilgāka laika ūdens iztvaiko.
Šis piemērs parāda, ka vielas vienlaikus nenonāk gāzveida vai tvaika stāvoklī un līdz ar to arī to viršanas temperatūras ir atšķirīgas.
Lai saprastu, kāpēc tas notiek, mums vispirms ir jāsaprot, kad notiek šī pāreja no šķidruma uz gāzi (vai ūdens gadījumā uz tvaiku). Šķidruma molekulas traukā pastāvīgi maisa, jo tām ir zināma brīvība pārvietoties. Atmosfēras spiediens uz šīm molekulām rada spēku, kas neļauj tām pāriet gāzveida stāvoklī. Turklāt molekulas savstarpēji saista starpmolekulāras saites, kas arī apgrūtina to fiziskā stāvokļa maiņu.
Tomēr kad šīs molekulas iegūst noteiktu kinētisko enerģiju, tām izdodas pārtraukt starpmolekulārās saites un inerci, pārejot uz gāzveida vai tvaika stāvokli.
Paaugstinot šī šķidruma temperatūru, mēs piegādājam sistēmai enerģiju, kas to izraisa molekulas ātrāk iegūst enerģiju, kas nepieciešama stāvokļa maiņai, kas notiek, kad tās nonāk jūsu
vārīšanās punkts.Dotā piemēra gadījumā acetona, spirta un ūdens viršanas temperatūras ir attiecīgi 56,2 ° C, 78,5 ° C un 100 ° C jūras līmenī. Tas izskaidro iztvaikošanas kārtību, kas minēta šiem šķidrumiem.
Bet kāpēc šī atšķirība?
Ir divi galvenie faktori, kas pamato vielu viršanas temperatūru atšķirības: starpmolekulārā mijiedarbība un molārās masas.
Apskatīsim šo sarakstu, lai redzētu, kā šie faktori ietekmē vielu viršanas temperatūru:
- Starpmolekulārā mijiedarbība:
Ja starpmolekulārā mijiedarbība ir intensīva, būs nepieciešams piegādāt sistēmai vēl vairāk enerģijas, lai tā sadalītos un molekula spētu pāriet gāzveida stāvoklī.
Šīs mijiedarbības intensitāte starp molekulām notiek šādā dilstošā secībā:
Ūdeņraža saites> pastāvīgais dipols> inducētais dipols
Piemēram, tabulā mēs redzam, ka butān-1-ola un etānskābes viršanas temperatūras ir augstākas nekā citām vielām. Tas ir tāpēc, ka šīm divām vielām ir ūdeņraža saites, kas ir intensīvāka mijiedarbība nekā pārējās.
Arī propanona viršanas temperatūra ir augstāka nekā pentāna, jo propanona mijiedarbība ir pastāvīgais dipols, kas ir intensīvāks nekā izraisītais dipols, kas ir mijiedarbība, ko veic pentāns.
Bet kāpēc propanona viršanas temperatūra nav augstāka par heksāna temperatūru, jo tā veic arī inducēto dipola mijiedarbību?
Šeit rodas otrais faktors, kas traucē vielas viršanas temperatūru: molārā masa.
- Molārās masas:
Ja molekulas masa ir liela, būs nepieciešams piegādāt vairāk enerģijas sistēmai, lai molekula varētu pārvarēt inerci un pāriet gāzveida stāvoklī.
Piemēram, pentāns un heksāns veic tādu pašu mijiedarbību, kāda ir inducētajam dipolam, bet heksāna molārā masa ir lielāka. Tāpēc heksāna viršanas temperatūra ir augstāka nekā pentāna.
Butān-1ola un etānskābes gadījumā abas veido ūdeņraža saites, un butān-1-olam ir lielāka molārā masa. Tomēr etānskābes viršanas temperatūra ir augstāka, jo divas etānskābes molekulas var veidot divas saites starp tām. ūdeņradis (caur O un OH grupām), savukārt divas butān-1-olas molekulas savstarpēji izveido tikai vienu ūdeņraža saiti (caur OH grupa).
Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
