- Kako izračunati točku ključanja?
- Prvi korak
- Drugi korak
- Treći korak
- Četvrti korak
- Primjeri vrelišta
- Voda
- Alkohol
- ulja
- Zlato
- Mlijeko
- Šećer
- Željezo
- Reference
Točka vrenja je temperatura pri kojoj je tlak para tekućine jednak atmosferskom tlaku u sobi ili odjeljku. Tekućina se pretvara u paru. Tijekom ove faze pojavljuju se mjehurići koji se dižu prema površini tekućine i bježe u zrak.
S druge strane, normalno ili standardno vrelište je temperatura na kojoj na razini mora ključa tekućina; odnosno u jednoj atmosferi tlaka (101.325 kPa). U međuvremenu, IUPAC (1982.) definira tačku ključanja kao temperaturu na kojoj teče ključanje pri tlaku od 100 000 kPa.
Sve će tekućine početi ključati kad njihov tlak pare bude jednak vanjskom tlaku. Izvor: Ervins Strauhmanis putem Flickr-a (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)
Normalna temperatura ključanja vode je 99,97 ° C. Ali, na vrhuncu Mount Everest-a, na nadmorskoj visini od 8.848 m i atmosferskom tlaku od 34 kPa, to je 71 ° C. Preporučena standardna vrelište IUPAC iznosi 99,61ºC pri tlaku od 100 kPa (1 bar).
Iz navedenog proizlazi da je atmosferski tlak odlučujući faktor vrijednosti vrelišta, jer to je pritisak koji tečnost mora dostići da prokuha. Što je viši atmosferski tlak kojem je tekućina izložena, to je veća i njegova vrelište. Točno je i suprotno.
Kako izračunati točku ključanja?
Uzimajući vodu kao primjer, jednostavan način izračunavanja vrijednosti vrelišta je upotreba jednog od njezinih sudarajućih svojstava; to jest, porast njegove vrelišta zbog prisutnosti rastvora u vodenoj otopini.
Vrelište vode povećava se dodatkom rastvora zbog interakcije između molekula vode i molekula topljenih tvari.
Povećanje vrelišta vode dobiva se sljedećim matematičkim izrazom:
ΔT e = K e m
ΔT e = varijacija vrelišta
K e = konstanta vrenja
Prvi korak
Izračun molova NaCl:
mola NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)
= 0,513 mola
Drugi korak
Proračun molalnosti otopine:
0,513 molova NaCl otopi se u 300 g vode. Za dobivanje molalnosti otopine, molovi NaCl dovode se do 1.000 g (kg).
Molovi rastvora / kg vode (molalitet) = (0,513 mola / 300 g vode) · (1000 g vode / kg vode)
= 1,71 mola / kg vode
Treći korak
Izračun povećanja točke vrenja zbog dodavanja NaCl:
ΔT e = mK e
ΔT e = 1,71 (mol / kg vode) · 0,52 ºC · (kg vode / mol)
= 0,889 ºC
Četvrti korak
Izračunavanje vrelišta otopine NaCl:
T e NaCl = T e H 2 O + ΔTe
= 100 ºC + 0,889 ºC
= 100.889 ° C
Primjeri vrelišta
Voda
Normalna temperatura ključanja vode je 99,97 ° C. Ova je vrijednost relativno visoka s obzirom na malu veličinu njegove molekule. Međutim, to se objašnjava njegovom neobičnom polarnošću i sposobnošću uspostavljanja vodikovih veza sa susjednim ili srodnim molekulama.
Atom kisika ima veći afinitet prema elektronima od atoma vodika. Stoga se elektroni OH kovalentne veze kreću prema kisiku, ostavljajući ga negativno nabijenim; dok je atom vodika, pozitivno nabijen.
Kao posljedica toga, molekule vode su dipoli koji mogu komunicirati s drugim molekulama vode, što čini intermolekularnu silu koja pridonosi povećanju točke ključanja. Osim toga, voda koristi kisikov atom tako da tvore vodikove veze s molekulama vode (H 2 O-Hoh).
Alkohol
Alkoholi imaju OH skupine u svojoj strukturi. Ove su skupine polarne, što stvara interakciju dipol-dipol između sličnih molekula. Alkoholi također mogu tvoriti vodikove veze. Ove dvije interakcije predstavljaju glavni doprinos međumolekularnim silama.
Te sile objašnjavaju zašto su vrelišta alkohola veća od odgovarajućih ugljikovodika. Glavni čimbenici koji određuju točke ključanja u alkoholima su molekularna masa i njegova struktura.
Tačka ključanja povećava se s povećanjem broja atoma ugljika i smanjuje se razgranavanjem. Na primjer: etanol ima vrelište 78,37 ° C, ali metanol ima vrelište od 66 ° C, a izopropil alkohol ima vrelište od 80,3 ° C.
ulja
Ulja se razgrađuju zagrijavanjem prije nego što dostignu tačku ključanja ili vrelišta, pa su procjene njihovih vrelišta oskudne i neprecizne. Procijenjena vrelište sojinog ulja je 300 ° C.
Umjesto vrelišta, izvještavaju se o njezinim dimima ili mjestima sagorevanja. To se postiže zagrijavanjem ulja do određene temperature, na kojoj se pojavljuje plavkast dim, što ukazuje na početak raspada ulja.
Slijede primjeri točke dima nekih ulja: bademovo ulje 221ºC; kanolovo ulje 220 ° C; kokosovo ulje 232 ° C; i maslinovo ulje (djevičansko) 210 ºC.
Zlato
Zlato je plemeniti metal s gustoćom od 19,32 g / cm 3. Ima visoku točku ključanja, zbog prisutnosti metalne veze. Međutim, postoje razlike između vrijednosti prijavljenih za njihovu točku ključanja, koje možda odražavaju razlike u stupnju čistoće uzoraka zlata koji su podvrgnuti ispitivanju.
Mlijeko
Mlijeko je vodena otopina u kojoj se nalaze otapala različite prirode i sastava; soli, šećere, proteine, lipide, aminokiseline itd. Vrelište mlijeka je malo veće od one vode, zbog sličnosti ovih spojeva s vodom, što otežava isparavanje.
Šećer
Glukoza ima talište od 146ºC, što se podudara s točkom razgradnje glukoze. Stoga ne možete postići njegovu točku ključanja. Ista situacija se događa sa saharozom, stolnim šećerom, koji ima talište 186ºC i točku raspadanja 186ºC.
Talište je temperatura pri kojoj element ili kemijski spoj prelaze iz krutog u tekuće stanje. Stoga, kad se šećer raspada, nema stabilne tekućine za određivanje njegove vrelišta.
Željezo
Vrelište željeza je 2.861 ºC. Ova visoka vrijednost objašnjava se velikom količinom energije potrebne za svladavanje privlačne sile između atoma metala. Nadalje, brojne elektrostatičke sile moraju se svladati zahvaljujući metalnoj strukturi poput mreže.
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Wikipedia. (2020). Vrelište. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (11. veljače 2020.). Definicija vrenja u kemiji. Oporavilo od: misel.com
- Cedrón J.; Landa V. i Robles J. (2011). Intermolekularne sile. Opća kemija. Oporavak od: corinto.pucp.edu.pe
- Samuel Belcher. (SF). Zlato. Oporavak od: chemistry.pomona.edu
- Don Ulin. (17. prosinca 2010.). Što je vrelište za slatkiše? Oporavak od: indianapublicmedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (11. veljače 2020.). Što je točka ključanja mlijeka? Oporavilo od: misel.com