Diyelim ki üç kaşığımız var. İlkinde 5 damla su koyuyoruz; ikincisine 5 damla alkol ve üçüncüsüne 5 damla aseton koyduk. Bir süre bekledikten sonra, asetonun hızla gaz haline dönüşeceğini, ardından alkolün geleceğini ve ancak uzun bir süre sonra suyun buharlaşacağını göreceğiz.
Bu örnek bize maddelerin aynı anda gaz veya buhar haline geçmediğini ve dolayısıyla kaynama noktalarının da farklı olduğunu göstermektedir.
Bunun neden olduğunu anlamak için önce sıvıdan gaza (veya su durumunda buhara) bu geçişin ne zaman gerçekleştiğini anlamamız gerekir. Bir kaptaki sıvı molekülleri, hareket etme özgürlüğüne sahip oldukları için sürekli olarak çalkalanır. Atmosferik basınç, bu moleküllere gaz haline geçmelerini engelleyen bir kuvvet uygular. Ayrıca, moleküller birbirleriyle moleküller arası bağlar kurar, bu da fiziksel durumlarını değiştirmeyi zorlaştırır.
Ancak, bu moleküller belirli bir kinetik enerji elde ettiklerinde, moleküller arası bağlarını ve ataletlerini kırarak gaz veya buhar haline geçmeyi başarırlar.
Bu sıvının sıcaklığını arttırdığımızda sisteme enerji veriyoruz ve bu da bunlara neden oluyor. moleküller, hal değiştirmek için gereken enerjiyi daha hızlı elde ederler, bu da sizin kaynama noktası.
Verilen örnekte, deniz seviyesinde aseton, alkol ve suyun kaynama noktaları sırasıyla 56,2 °C, 78,5 °C ve 100 °C'dir. Bu, bu sıvılar için belirtilen buharlaşma sırasını açıklar.
Ama bu fark neden?
Maddelerin kaynama noktalarındaki farklılıkları haklı çıkaran iki temel faktör vardır: moleküller arası etkileşimler ve molar kütleler.
Bu faktörlerin maddelerin kaynama noktasını nasıl etkilediğini görmek için aşağıdaki listeye bakalım:
- Moleküller Arası Etkileşimler:
Moleküller arası etkileşim yoğun ise, sistemin parçalanması ve molekülün gaz haline geçebilmesi için sisteme daha da fazla enerji verilmesi gerekecektir.
Moleküller arasındaki bu etkileşimlerin yoğunluğu aşağıdaki azalan sırayı takip eder:
Hidrojen bağları > kalıcı dipol > indüklenmiş dipol
Örneğin tabloda bütan-1-ol ve etanoik asidin kaynama noktalarının diğer maddelere göre daha yüksek olduğunu görüyoruz. Bunun nedeni, bu iki maddenin diğerlerinden daha yoğun etkileşimler olan hidrojen bağlarına sahip olmasıdır.
Ayrıca propanonun kaynama noktası pentanınkinden daha yüksektir çünkü propanonun etkileşimi tarafından gerçekleştirilen etkileşim olan indüklenmiş dipolden daha yoğun olan kalıcı dipol pentan.
Ancak, indüklenmiş dipol etkileşimini de gerçekleştirdiğinden, propanonun kaynama noktası neden heksandan daha yüksek değildir?
Bir maddenin kaynama noktasına müdahale eden ikinci faktörün devreye girdiği yer burasıdır: molar kütle.
- Molar Kütleler:
Molekülün kütlesi büyükse, molekülün ataleti yenebilmesi ve gaz haline geçebilmesi için sisteme daha fazla enerji verilmesi gerekecektir.
Örneğin, pentan ve heksan, indüklenmiş bir dipol ile aynı etkileşimi gerçekleştirir, ancak heksanın molar kütlesi daha büyüktür. Bu nedenle hekzanın kaynama noktası pentanınkinden daha yüksektir.
Butan-1ol ve etanoik asit durumunda, her ikisi de hidrojen bağları yapar ve bütan-1-ol daha yüksek bir molar kütleye sahiptir. Bununla birlikte, etanoik asidin kaynama noktası daha yüksektir çünkü iki etanoik asit molekülü aralarında iki bağ oluşturabilir. hidrojen (O ve OH grupları aracılığıyla), iki bütan-1-ol molekülü birbirine yalnızca bir hidrojen bağı kurarken ( OH grubu).
Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm