Să presupunem că avem trei linguri. În primul, punem 5 picături de apă; în a doua, punem 5 picături de alcool și în a treia, 5 picături de acetonă. După ce așteptăm o vreme, vom vedea că rapid acetona se va schimba într-o stare gazoasă, urmată de alcool și numai după mult timp se va evapora apa.
Acest exemplu ne arată că substanțele nu intră în stare gazoasă sau vapori în același timp și, în consecință, punctele lor de fierbere sunt, de asemenea, diferite.
Pentru a înțelege de ce se întâmplă acest lucru, trebuie mai întâi să înțelegem când are loc această tranziție de la lichid la gaz (sau la vapori, în cazul apei). Moleculele de lichide dintr-un recipient sunt în permanență sub agitare, deoarece au o anumită libertate de mișcare. Presiunea atmosferică exercită o forță asupra acestor molecule care le împiedică să treacă în starea gazoasă. Mai mult, moleculele fac legături intermoleculare între ele, ceea ce face dificilă schimbarea stării lor fizice.
In orice caz, atunci când aceste molecule dobândesc o energie cinetică determinată, reușesc să-și rupă legăturile intermoleculare și inerția, trecând la starea gazoasă sau vapori.
Când creștem temperatura acestui lichid, furnizăm energie sistemului, ceea ce cauzează acestea moleculele dobândesc mai repede energia necesară schimbării stării, ceea ce se întâmplă atunci când ajung la ta Punct de fierbere.
În cazul exemplului dat, punctele de fierbere ale acetonei, alcoolului și apei sunt, respectiv, 56,2 ° C, 78,5 ° C și 100 ° C la nivelul mării. Aceasta explică ordinea de evaporare menționată pentru aceste lichide.
Dar de ce această diferență?
Există doi factori de bază care justifică diferențele în punctele de fierbere ale substanțelor, care sunt: interacțiuni intermoleculare și mase molare.
Să vedem următoarea listă pentru a vedea cum influențează acești factori punctul de fierbere al substanțelor:
- Interacțiuni intermoleculare:
Dacă interacțiunea intermoleculară este intensă, va fi necesar să furnizați și mai multă energie sistemului, astfel încât acesta să se descompună și molecula să poată trece la starea gazoasă.
Intensitatea acestor interacțiuni între molecule urmează următoarea ordine descrescătoare:
Legături de hidrogen> dipol permanent> dipol indus
De exemplu, în tabel, vedem că punctele de fierbere ale butan-1-olului și ale acidului etanoic sunt mai mari decât cele ale altor substanțe. Acest lucru se datorează faptului că aceste două substanțe au legături de hidrogen, care sunt interacțiuni mai intense decât celelalte.
De asemenea, punctul de fierbere al propanonei este mai mare decât cel al pentanului, deoarece interacțiunea propanonei este dipol permanent, care este mai intens decât dipolul indus, care este interacțiunea efectuată de pentan.
Dar de ce punctul de fierbere al propanonei nu este mai mare decât cel al hexanului, deoarece efectuează, de asemenea, interacțiunea indusă de dipol?
Aici intervine al doilea factor care interferează cu punctul de fierbere al unei substanțe: masa molară.
- Masele molare:
Dacă masa moleculei este mare, va fi necesar să furnizați mai multă energie sistemului, astfel încât molecula să poată depăși inerția și să treacă la starea gazoasă.
De exemplu, pentanul și hexanul efectuează aceeași interacțiune, care este cea a unui dipol indus, dar masa molară a hexanului este mai mare. Prin urmare, punctul de fierbere al hexanului este mai mare decât cel al pentanului.
În cazul butan-1ol și al acidului etanoic, ambele realizează legături de hidrogen, iar butan-1-ol are o masă molară mai mare. Cu toate acestea, punctul de fierbere al acidului etanoic este mai mare, deoarece două molecule de acid etanoic pot forma două legături între ele. hidrogen (prin grupările O și OH), în timp ce două molecule de butan-1-ol stabilesc o singură legătură de hidrogen între ele (prin Grupul OH).
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm