La oss si at vi har tre skjeer. I den første setter vi 5 dråper vann; i det andre legger vi 5 dråper alkohol og i den tredje 5 dråper aceton. Etter å ha ventet en stund vil vi se at aceton raskt vil skifte til gassform, etterfulgt av alkohol, og først etter lang tid vil vannet fordampe.
Dette eksemplet viser oss at stoffer ikke går i gass eller damptilstand samtidig, og følgelig er kokepunktene deres også forskjellige.
For å forstå hvorfor dette skjer, må vi først forstå når denne overgangen fra væske til gass (eller til damp, i tilfelle vann) skjer. Væskemolekyler i en beholder er under stadig uro, da de har litt frihet til å bevege seg. Atmosfærisk trykk utøver en kraft på disse molekylene som hindrer dem i å gå over i gassform. Videre lager molekylene intermolekylære bindinger med hverandre, noe som også gjør det vanskelig å endre deres fysiske tilstand.
Derimot, når disse molekylene tilegner seg en bestemt kinetisk energi, klarer de å bryte deres intermolekylære bindinger og treghet, og endres til gassform eller damptilstand.
Når vi øker temperaturen på denne væsken, leverer vi energi til systemet, noe som forårsaker disse molekyler får raskere energien som trengs for å endre tilstand, noe som skjer når de når din kokepunkt.
Når det gjelder eksemplet, er kokepunktene for aceton, alkohol og vann henholdsvis 56,2 ° C, 78,5 ° C og 100 ° C ved havnivå. Dette forklarer fordampningsrekkefølgen som er nevnt for disse væskene.
Men hvorfor denne forskjellen?
Det er to grunnleggende faktorer som rettferdiggjør forskjellene i stoffens kokepunkter, som er: intermolekylære interaksjoner og molære masser.
La oss se på listen nedenfor for å se hvordan disse faktorene påvirker stoffenes kokepunkt:
- Intermolekylære interaksjoner:
Hvis den intermolekylære interaksjonen er intens, vil det være nødvendig å gi enda mer energi til systemet slik at det brytes ned og molekylet er i stand til å passere til gassform.
Intensiteten av disse interaksjonene mellom molekyler følger følgende synkende rekkefølge:
Hydrogenbindinger> permanent dipol> indusert dipol
For eksempel ser vi i tabellen at kokepunktene til butan-1-ol og etansyre er høyere enn for andre stoffer. Dette er fordi disse to stoffene har hydrogenbindinger, som er mer intense interaksjoner enn de andre.
Dessuten er kokepunktet for propanon høyere enn for pentan fordi interaksjonen mellom propanon er permanent dipol, som er mer intens enn den induserte dipolen, som er interaksjonen utført av pentan.
Men hvorfor er kokepunktet til propanon ikke høyere enn heksan, siden det også utfører den induserte dipolinteraksjonen?
Det er her den andre faktoren som forstyrrer kokepunktet til et stoff kommer inn: molarmassen.
- Molarmasser:
Hvis molekylets masse er stor, vil det være nødvendig å levere mer energi til systemet slik at molekylet kan overvinne tregheten og bevege seg til gassform.
For eksempel utfører pentan og heksan den samme interaksjonen, som er en indusert dipol, men den molare massen av heksan er større. Derfor er kokepunktet for heksan høyere enn for pentan.
Når det gjelder butan-1ol og etansyre, gir begge hydrogenbindinger, og butan-1-ol har en høyere molær masse. Kokepunktet til etansyre er imidlertid høyere fordi to molekyler med etansyre kan danne to bindinger mellom dem. hydrogen (gjennom O- og OH-gruppene), mens to molekyler av butan-1-ol bare etablerer en hydrogenbinding til hverandre (gjennom OH-gruppe).
Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
