VRELIŠČE: KONCEPT, IZRAČUN IN PRIMERI - KEMIJA - 2025

Točka vrelišča je temperatura, pri kateri je parni tlak tekočine enak atmosferskemu tlaku v prostoru ali prostoru. Tekočina se spremeni v hlape. V tej fazi se pojavijo mehurčki, ki se dvigajo proti površini tekočine in uhajajo v zrak.

Po drugi strani je normalno ali standardno vrelišče temperatura, pri kateri na gladini morja vre tekočina; torej v eni atmosferski tlaki (101,325 kPa). Medtem IUPAC (1982) definira vrelišče kot temperaturo, pri kateri tekočina vre pri tlaku 100.000 kPa.

Vse tekočine bodo začele vreti, ko je njihov parni tlak enak zunanjemu tlaku. Vir: Ervins Strauhmanis prek Flickr (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Normalno vrelišče vode je 99,97 ° C. Toda na vrhu Mount Everest-a na višini 8.848 m nadmorske višine in atmosferskem tlaku 34 kPa znaša 71 ° C. Priporočena standardna vrelišče IUPAC je 99,61 ° C pri tlaku 100 kPa (1 bar).

Iz zgoraj navedenega izhaja, da je atmosferski tlak odločilni dejavnik vrednosti vrelišča, saj mora tekočina doseči, da vre. Višji kot je atmosferski tlak izpostavljen tekočini, večja je njegova vrelišče. Tudi obratno.

Kako izračunati vrelišče?

Vzemimo vodo za primer, preprost način za izračun vrednosti vrelišča je z uporabo ene od njegovih kolizijskih lastnosti; to je povečanje njegove vrelišča zaradi prisotnosti topil v vodni raztopini.

Vrelišče vode narašča z dodatkom topljencev zaradi medsebojnega delovanja molekul vode in molekul topne snovi.

Povišanje vrelišča vode je podan z naslednjim matematičnim izrazom:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = sprememba vrelišča

K _e = stalnica vrelišča

Prvi korak

Izračun molov NaCl:

moli NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)

= 0,513 molov

Drugi korak

Izračun molalnosti raztopine:

0,513 molov NaCl raztopimo v 300 g vode. Da dobimo molalnost raztopine, molove NaCl dovedemo do 1.000 g (kg).

Moli topil / kg vode (molalnost) = (0,513 molov / 300 g vode) · (1000 g vode / kg vode)

= 1,71 molov / kg vode

Tretji korak

Izračun povečanja vrelišča zaradi dodatka NaCl:

ΔT _e = mK _e

ΔT _e = 1,71 (mol / kg vode) · 0,52 ºC · (kg vode / mol)

= 0,889 ° C

Četrti korak

Izračun vrelišča raztopine NaCl:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100 ºC + 0,889 ºC

= 100.889 ° C

Primeri vrelišč

Voda

Normalno vrelišče vode je 99,97 ° C. Ta vrednost je glede na majhnost njegove molekule relativno visoka. Vendar pa je razloženo z nenavadno polarnostjo in zmožnostjo vzpostavljanja vodikovih vezi s sosednjimi ali sorodnimi molekulami.

Atom kisika ima večjo afiniteto do elektronov kot atom vodika. Zato se elektroni OH kovalentne vezi premaknejo proti kisiku in tako ostanejo negativno nabiti; medtem ko je vodikov atom, pozitivno nabit.

Kot rezultat tega so molekule vode dipoli, ki lahko medsebojno delujejo z drugimi molekulami vode, kar predstavlja medmolekulsko silo, ki prispeva k povečanju vrelišča. Poleg tega voda uporablja atom kisika, da tvori vodikove vezi z drugimi vodnimi molekulami (H ₂ O-HOH).

Alkohol

Alkoholi imajo v svoji strukturi skupine OH. Te skupine so polarne, kar ustvarja dipol-dipol interakcije med podobnimi molekulami. Alkoholi lahko tvorijo tudi vodikove vezi. Ti dve interakciji predstavljata glavni prispevek k medmolekularnim silam.

Te sile pojasnjujejo, zakaj so vrelišča alkohola višja od ustreznih ogljikovodikov. Glavni dejavniki, ki določajo vrelišča v alkoholih, so molekulska masa in njegova struktura.

Vrelišče se povečuje s povečevanjem števila ogljikovih atomov in zmanjšuje z razvejanjem. Na primer: etanol ima vrelišče 78,37 ° C, metanol pa vrelišče 66 ° C, izopropil alkohol pa vrelišče 80,3 ° C.

Olja

Olja razkrojijo na segrevanju, preden dosežejo vrelišča ali vrelišča, zato so ocene njihovih vrelišč malo in natančne. Ocenjeno vrelišče sojinega olja je 300 ° C.

Namesto vrelišč poročajo o njegovih dimnih ali kurilnih točkah. To dosežemo s segrevanjem olja na določeno temperaturo, pri kateri se pojavi modrikast dim, kar kaže na začetek razkroja olja.

Sledijo primeri dimljenja nekaterih olj: mandljevo olje 221ºC; kanolovo olje 220 ° C; kokosovo olje 232 ° C; in oljčno olje (deviško) 210 ºC.

Zlato

Zlato je plemenita kovina z gostoto 19,32 g / cm ³ . Ima visoko vrelišče zaradi prisotnosti kovinske vezi. Vendar obstajajo razlike med vrednostmi, navedenimi za njihovo vrelišče, ki morda odražajo razlike v stopnji čistosti zlatih vzorcev, ki so bili predmet študije.

Mleko

Mleko je vodna raztopina, ki predstavlja topljena telesa različne narave in sestave; soli, sladkorji, beljakovine, lipidi, aminokisline itd. Vrelišče mleka je zaradi podobnosti teh spojin z vodo nekoliko višje kot pri vodnikih, zaradi česar ga je težko izhlapeti.

Sladkor

Tališče glukoze je 146 ° C, kar sovpada s točko razgradnje glukoze. Zato ne morete doseči njegove vrelišča. Enako se dogaja s saharozo, namiznim sladkorjem, ki ima tališče 186 ° C in razpadno točko 186 ° C.

Tališče je temperatura, pri kateri element ali kemična spojina preide iz trdnega v tekoče stanje. Zato, ko se sladkor razgradi, ni stabilne tekočine za določitev njegove vrelišča.

Železo

Vrelišče železa je 2.861 ºC. To visoko vrednost je razloženo z veliko količino energije, ki je potrebna za premagovanje privlačne sile med kovinskimi atomi. Poleg tega je treba zaradi kovinskih struktur premagati številne elektrostatične sile.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedija. (2020). Vrelišče. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. (11. februar 2020). Opredelitev vrelišča v kemiji. Pridobljeno: misel.com
4. Cedrón J .; Landa V. & Robles J. (2011). Medmolekularne sile. Splošna kemija. Pridobljeno: corinto.pucp.edu.pe
5. Samuel Belcher. (sf). Zlato. Pridobljeno: kemija.pomona.edu
6. Don Ulin. (17. december 2010). Kaj je vrelišče sladkarij? Pridobljeno: indianapublicmedia.org
7. Helmenstine, Anne Marie, dr. (11. februar 2020). Kaj je vrelišče mleka? Pridobljeno: misel.com