Скажімо, у нас є три ложки. У перший - 5 крапель води; у другу - 5 крапель спирту, а в третю - 5 крапель ацетону. Зачекавши деякий час, ми побачимо, що ацетон швидко переходить у газоподібний стан, а потім спирт, і лише через тривалий час вода випарується.
Цей приклад показує нам, що речовини не переходять одночасно в газоподібний або паровий стан, і, отже, їх температури кипіння також різні.
Щоб зрозуміти, чому це трапляється, нам спочатку потрібно зрозуміти, коли відбувається цей перехід від рідини до газу (або до пари у випадку води). Молекули рідин у контейнері постійно переживають, оскільки вони мають певну свободу пересування. Атмосферний тиск чинить на ці молекули силу, яка перешкоджає їх переходу в газоподібний стан. Крім того, молекули створюють міжмолекулярні зв’язки між собою, що також ускладнює зміну їхнього агрегатного стану.
Однак, коли ці молекули набувають певної кінетичної енергії, їм вдається розірвати свої міжмолекулярні зв’язки та інерцію, переходячи в газоподібний або паровий стан.
Коли ми підвищуємо температуру цієї рідини, ми подаємо енергію в систему, яка спричиняє їх молекули швидше набувають енергію, необхідну для зміни стану, що відбувається, коли вони досягають ваш Точка кипіння.
У наведеному прикладі точки кипіння ацетону, спирту та води становлять відповідно 56,2 ° C, 78,5 ° C та 100 ° C на рівні моря. Це пояснює порядок випаровування, згаданий для цих рідин.
Але чому ця різниця?
Існує два основних фактори, що виправдовують різницю в температурах кипіння речовин, а саме: міжмолекулярні взаємодії та молярні маси.
Давайте розглянемо наступний список, щоб побачити, як ці фактори впливають на температуру кипіння речовин:
- Міжмолекулярні взаємодії:
Якщо міжмолекулярна взаємодія інтенсивна, потрібно буде подавати ще більше енергії в систему, щоб вона руйнувалась і молекула могла переходити в газоподібний стан.
Інтенсивність цих взаємодій між молекулами дотримується наступного порядку спадання:
Водневі зв’язки> постійний диполь> індукований диполь
Наприклад, у таблиці ми бачимо, що точки кипіння бутан-1-олу та етанової кислоти вищі, ніж у інших речовин. Це пояснюється тим, що ці дві речовини мають водневі зв’язки, які мають більш інтенсивні взаємодії, ніж інші.
Крім того, температура кипіння пропанону вища, ніж у пентану, оскільки взаємодія пропанону є постійний диполь, який є більш інтенсивним, ніж індукований диполь, який є взаємодією, що здійснюється пентан.
Але чому температура кипіння пропанону не вища, ніж температура гексану, оскільки він також здійснює індуковану дипольну взаємодію?
Тут виникає другий фактор, який впливає на температуру кипіння речовини: молярна маса.
- Молярні маси:
Якщо маса молекули велика, необхідно буде подавати більше енергії в систему, щоб молекула могла подолати інерцію і перейти в газоподібний стан.
Наприклад, пентан і гексан здійснюють однакову взаємодію, яка полягає у взаємодії індукованого диполя, але молярна маса гексану більша. Отже, температура кипіння гексану вища, ніж температура пентану.
У випадку бутан-1ол та етанової кислоти обидва утворюють водневі зв’язки, і бутан-1-ол має вищу молярну масу. Однак температура кипіння етанової кислоти вища, оскільки дві молекули етанової кислоти можуть утворювати між собою два зв’язки. водень (через групи О та ОН), тоді як дві молекули бутан-1-олу встановлюють лише один водневий зв’язок між собою (через Група ОН).
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/comparacao-entre-pontos-ebulicao-das-substancias.htm
