- Kuinka laskea kiehumispiste?
- Ensimmäinen askel
- Toinen vaihe
- Kolmas vaihe
- Neljäs vaihe
- Esimerkkejä kiehumispisteistä
- vesi
- alkoholi
- Öljyt
- Kulta
- Maito
- sokeri
- Rauta
- Viitteet
Kiehumispiste on lämpötila, jossa höyryn paine nesteen sama kuin ilmakehän paine huoneeseen tai osastoon. Neste muuttuu höyryksi. Tämän vaiheen aikana ilmaantuu kuplia, jotka nousevat kohti nesteen pintaa ja pakenevat ilmaan.
Toisaalta normaali tai standardi kiehumispiste on lämpötila, jossa neste kiehuu merenpinnan tasolla; ts. yhdessä paineilmakehässä (101,325 kPa). Samaan aikaan IUPAC (1982) määrittelee kiehumispisteeksi lämpötilan, jossa neste kiehuu 100 000 kPa: n paineessa.
Kaikki nesteet alkavat kiehua, koska niiden höyrynpaine on yhtä suuri kuin ulkoinen paine. Lähde: Ervins Strauhmanis Flickrin kautta (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)
Veden normaali kiehumispiste on 99,97ºC. Mutta Everest-vuoren huipussa, 8 848 m merenpinnan yläpuolella ja ilmanpaine 34 kPa, se on 71 ºC. IUPAC: n suosittelema kiehumispiste on 99,61ºC paineessa 100,00 kPa (1 bar).
Edellä esitetystä seuraa, että ilmakehän paine on määräävä tekijä kiehumispisteen arvossa, koska se on paine, jonka nesteen on saavutettava kiehua. Mitä korkeammalle ilmakehän paineelle neste altistuu, sitä korkeampi on sen kiehumispiste. Päinvastainenkin on totta.
Kuinka laskea kiehumispiste?
Esimerkiksi vettä, yksinkertainen tapa laskea kiehumispisteen arvo on käyttää yhtä sen kollagoivista ominaisuuksista; ts. sen kiehumispisteen nousu liuenneiden aineiden läsnäolosta vesiliuoksessa.
Veden kiehumispiste nousee lisäämällä liuenneita aineita vesimolekyylien ja liuenneiden molekyylien välisestä vuorovaikutuksesta johtuen.
Veden kiehumispisteen nousu annetaan seuraavalla matemaattisella lausekkeella:
AT e = K e m
ΔT e = kiehumispisteen variaatio
K e = kiehumisvakio
Ensimmäinen askel
NaCl-moolien laskeminen:
moolia NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)
= 0,513 moolia
Toinen vaihe
Liuoksen molaarisuuden laskeminen:
0,513 moolia NaCl: a liuotetaan 300 g: aan vettä. Liuoksen molaarisuuden saamiseksi NaCl: n moolit saatetaan arvoon 1 000 g (kg).
Liukoisten aineiden moolit / kg vettä (molaarisuus) = (0,513 moolia / 300 g vettä) · (1 000 g vettä / kg vettä)
= 1,71 moolia / kg vettä
Kolmas vaihe
NaCl: n lisäyksestä johtuvan kiehumispisteen nousun laskeminen:
AT e = mK e
ΔT e = 1,71 (mooli / kg vettä) · 0,52 ºC · (kg vettä / mol)
= 0,889 ° C
Neljäs vaihe
NaCl-liuoksen kiehumispisteen laskeminen:
T e NaCI = T e H 2 O + ΔTe
= 100 ºC + 0,899 ºC
= 100,889 ° C
Esimerkkejä kiehumispisteistä
vesi
Veden normaali kiehumispiste on 99,97ºC. Tämä arvo on suhteellisen korkea ottaen huomioon sen molekyylin pieni koko. Se selitetään kuitenkin sen epätavallisella polaarisuudella ja kyvyllä muodostaa vety sidoksia naapurimaiden tai sukulaisten kanssa.
Happiatomilla on korkeampi affiniteetti elektronien suhteen kuin vetyatomilla. Siksi OH-kovalenttisen sidoksen elektronit liikkuvat kohti happea, jättäen sen negatiivisesti varautuneeksi; samalla kun vetyatomi on positiivisesti varautunut.
Tämän seurauksena vesimolekyylit ovat dipoleja, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa muiden vesimolekyylien kanssa, muodostaen molekyylien välisen voiman, joka myötävaikuttaa kiehumispisteen nousuun. Lisäksi vesi käyttää happiatomin muodostaa vetysidoksia muiden vesimolekyylien (H 2 O-HOH).
alkoholi
Alkoholien rakenteessa on OH-ryhmiä. Nämä ryhmät ovat polaarisia, mikä synnyttää dipoli-dipoli-vuorovaikutuksen samanlaisten molekyylien välillä. Alkoholit voivat myös muodostaa vety sidoksia. Nämä kaksi vuorovaikutusta edustavat tärkeintä panosta molekyylien välisiin voimiin.
Nämä voimat selittävät, miksi alkoholien kiehumispisteet ovat korkeammat kuin vastaavat hiilivedyt. Tärkeimmät tekijät, jotka määrittävät alkoholien kiehumispisteet, ovat molekyylimassa ja sen rakenne.
Kiehumispiste nousee kasvaessaan hiiliatomien lukumäärää ja laskee haaroittumisen myötä. Esimerkiksi: etanolin kiehumispiste on 78,37 ºC, mutta metanolin kiehumispiste on 66 ºC ja isopropyylialkoholin kiehumispiste on 80,3 ºC.
Öljyt
Öljyt hajoavat kuumentamalla ennen kiehumispisteen saavuttamista, joten arviot niiden kiehumispisteistä ovat vähäiset ja epätarkkoja. Soijaöljyn arvioitu kiehumispiste on 300ºC.
Kiehumispisteiden sijaan ilmoitetaan sen savu- tai palamispisteet. Nämä saavutetaan kuumentamalla öljy tiettyyn lämpötilaan, jossa näkyy sinertävää savua, mikä osoittaa öljyn hajoamisen alkamista.
Seuraavat ovat esimerkkejä joidenkin öljyjen savupisteestä: manteliöljy 221ºC; rypsiöljy 220 ° C; kookosöljy 232 ° C; ja oliiviöljy (neitsyt) 210 ºC.
Kulta
Kulta on jalometalli, jonka tiheys on 19,32 g / cm 3. Sillä on korkea kiehumispiste johtuen metallisidoksen läsnäolosta. Sen kiehumispisteelle ilmoitettujen arvojen välillä on kuitenkin eroja, mikä ehkä heijastaa tutkimukseen osallistuneiden kullanäytteiden puhtausasteiden eroja.
Maito
Maito on vesiliuos, joka sisältää luonteeltaan ja koostumukseltaan erilaisia liuenneita aineita; suolat, sokerit, proteiinit, lipidit, aminohapot jne. Maidon kiehumispiste on hiukan korkeampi kuin veden, johtuen näiden yhdisteiden samanlaisuudesta veden kanssa, mikä vaikeuttaa sen haihtumista.
sokeri
Glukoosin sulamispiste on 146ºC, mikä on samanaikainen glukoosin hajoamispisteen kanssa. Siksi et voi saada sen kiehumispistettä. Sama tilanne tapahtuu sakkaroosin, pöytäsokerin, jonka sulamispiste on 186ºC ja hajoamispiste on 186ºC.
Sulamispiste on lämpötila, jossa elementti tai kemiallinen yhdiste siirtyy kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan. Siksi sokerin hajotessa ei ole stabiilia nestettä kiehumispisteen määrittämiseksi.
Rauta
Raudan kiehumispiste on 2 861 ºC. Tämä korkea arvo selittyy suurella määrällä energiaa, joka tarvitaan metalliatomien välisen houkuttelevan voiman voittamiseen. Lisäksi lukuisat sähköstaattiset voimat on voitettava metallin rainamaisen rakenteen vuoksi.
Viitteet
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
- Wikipedia. (2020). Kiehumispiste. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (11. helmikuuta 2020). Kiehumispisteen määritelmä kemiassa. Palautettu osoitteesta: gondo.com
- Cedrón J.; Landa V. & Robles J. (2011). Molekyylien väliset voimat. Yleinen kemia. Palautettu osoitteesta: corinto.pucp.edu.pe
- Samuel Belcher. (SF). Kulta. Palautettu: chemistry.pomona.edu
- Don Ulin. (17. joulukuuta 2010). Mikä on karkkien kiehumispiste? Palautettu osoitteesta: indianapublicmedia.org
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (11. helmikuuta 2020). Mikä on maidon kiehumispiste? Palautettu osoitteesta: gondo.com