kokepunkt

Kjemi

2022

Vi forklarer hva kokepunktet er og hvordan det beregnes. Eksempler på kokepunkt. Smelte- og frysepunkt.

Ved normalt trykk (1 atm) er kokepunktet for vann 100 ° C.

Hva er kokepunktet?

Kokepunktet er temperatur som Press damp fra væske (trykk som utøves av gassfasen på væskefasen i et lukket system ved en viss temperatur) er lik trykket som omgir væsken. Når dette skjer, blir væsken til gass.

Kokepunktet er en egenskap som er sterkt avhengig av omgivelsestrykket. En væske som utsettes for et veldig høyt trykk vil ha et høyere kokepunkt enn om vi utsetter den for lavere trykk, det vil si at det vil ta lengre tid å fordampe når den utsettes for høye trykk. På grunn av disse kokepunktvariasjonene definerte IUPAC standardkokepunktet: det er temperaturen der en væske blir til damp ved et trykk på 1 bar.

Et viktig poeng er at kokepunktet til et stoff ikke kan økes i det uendelige. Når vi øker temperaturen på en væske for å passere kokepunktet og likevel fortsetter å øke den, når vi en temperatur som kalles «kritisk temperatur». Den kritiske temperaturen er temperaturen over hvilken gassen ikke kan omdannes til en væske ved økende trykk, det vil si at den ikke kan gjøres flytende. Ved denne temperaturen er det ingen definert væskefase eller dampfase.

Kokepunktet er forskjellig for hvert stoff. Denne egenskapen avhenger av molekylmassen til substans og typen intermolekylære krefter som det presenterer (hydrogenbinding, permanent dipol, indusert dipol), som igjen avhenger av om stoffet er polar kovalent eller upolar kovalent (ikke-polar).

Når temperaturen til et stoff er under kokepunktet, er det bare en del av det molekyler plassert på overflaten vil ha Energi nok til å bryte overflatespenningen til væsken og unnslippe inn i dampfasen. På den annen side, når varme tilføres systemet, er det en økning i entropi av systemet (tendens til forstyrrelse av partikler i systemet).

Hvordan beregnes kokepunktet?

Ved å bruke Clausius-Clapeyron-ligningen kan faseovergangene til et system som består av en enkelt komponent karakteriseres. Denne ligningen kan brukes til å beregne kokepunktet til stoffer og brukes som følger:

Hvor:

P1 er trykket lik 1 bar, eller i atmosfærer (0,986923 atm)

T1 er koketemperaturen (kokepunktet) til komponenten, målt ved et trykk på 1 bar (P1) og uttrykt i grader Kelvin (K).

P2 er damptrykket til komponenten uttrykt i bar eller i atm.

T2 er komponenttemperaturen (uttrykt i grader Kelvin) som damptrykket P2 måles ved.

𝚫H er entalpiendringen av fordampning gjennomsnitt over temperaturområdet som beregnes. Det uttrykkes i J / mol eller tilsvarende energienheter.

R er gasskonstanten tilsvarende 8,314 J / Kmol

ln er den naturlige logaritmen

Koketemperaturen (kokepunktet) T1 er nullstilt

Eksempler på kokepunkt

Noen kjente og registrerte kokepunkter under normale trykkforhold (1 atm) er som følger:

  • Vann: 100 ºC
  • Helium: -268,9 ºC
  • Hydrogen: -252,8 ºC
  • Kalsium: 1484 ºC
  • Beryllium: 2471 ºC
  • Silisium: 3265 ºC
  • Karbon i form av grafitt: 4827 ºC
  • Bor: 3927 ºC
  • Molybden: 4639 ºC
  • Osmium: 5012 ºC
  • Wolfram: 5930 ºC

Smeltepunkt

Smeltepunktet er temperaturen der et stoff går fra fast til flytende tilstand.

Temperaturen hvor et fast stoff blir til en væske kalles smeltepunktet og under fast-væske faseovergangen holdes temperaturen konstant. I dette tilfellet tilføres varme til systemet til dets temperatur stiger tilstrekkelig til at systemet kan bevegelse hans partikler i den faste strukturen er større, noe som får dem til å separere og strømme mot væskefasen.

Smeltepunktet avhenger også av trykk og er generelt lik frysepunktet for materie (hvor en væske blir fast når den er avkjølt nok) for de fleste stoffer.

Frysepunktet

Frysepunktet er det motsatte av smeltepunktet, det vil si temperaturen der en væske trekker seg sammen, partiklene mister bevegelse og får en struktur stivere, deformasjonsbestandig og formminne (unikt for stoffene i fast tilstand). Det vil si at det er temperaturen der væsken blir til et fast stoff. Fusjonen krever forsyning kalori energi til systemet, mens frysing krever fjerning av varmeenergi (kjøling).

På den annen side avhenger også frysepunktet av trykket. Et eksempel er hva som skjer når vann avkjøles til en temperatur på 0ºC til 1 atm, når det fryser og blir til is. Hvis den avkjøles til et trykk som er svært forskjellig fra 1 atm, kan resultatet bli veldig annerledes, for eksempel hvis trykket er mye høyere, kan det ta tid å fryse, ettersom frysepunktet synker.

Smeltepunkt og kokepunkt for vann

Vann brukes ofte som standard ved måling av smelte- og kokepunkt for stoffer. Generelt sett er kokepunktet ved normalt trykk 100ºC og smeltepunktet 0ºC (når det gjelder is). Dette kan variere sterkt i tilfeller der Vann har andre stoffer oppløst i seg, flytende eller faste, for eksempel sjøvann, rik på salter, som endrer dets fysiske og kjemiske egenskaper.

Påvirkningen av trykk er også veldig merkbar. Det er kjent at kokepunktet til vann ved 1 atm er 100 ºC, men tar det til 0,06 atm vil vi bli overrasket over å legge merke til at kokingen skjer ved 0 ºC (i stedet for å fryse).

!-- GDPR -->