kiehumispisteen määritys

samanlainen kuin sulamispiste, kiehumispiste on fysikaalinen ominaisuus. Jos näyte on puhdas yhdiste, kiehumispistettä voidaan käyttää yhdisteen identiteetin määrittämiseen. Lopulta tarkan kiehumispisteen määrittäminen kokeellisesti on haastavaa. Sulamispisteiden tavoin kokeelliset kiehumispisteet annetaan vaihteluvälinä ja ne vaihtelevat muutamalla asteella todellisesta kirjallisuusarvosta.

Höyrynpaine

jotta ymmärrettäisiin, miksi liuotin kiehuu, jolle on ominaista liuoksen tuttu kupliminen, on tärkeää ymmärtää neste-ja kaasufaasien välinen dynamiikka. Tarkastellaan puhdasta nestemäistä yhdistettä suljetussa astiassa. Joillakin nesteen pinnalla olevilla molekyyleillä on tarpeeksi energiaa, jotta ne voittavat molekyylien väliset voimat ja pääsevät kaasufaasiin. Kaasufaasissa olevat molekyylit voivat kuitenkin myös menettää energiaa ja tiivistyä takaisin nesteeksi. Siksi tässä järjestelmässä on kaksi kilpailevaa prosessia: haihtuminen ja tiivistyminen.

kun Haihtumisnopeus on yhtä suuri kuin tiivistymisnopeus, systeemi on saavuttanut tasapainotilan. Tämä tarkoittaa sitä, että jokaista kaasufaasiin tulevaa molekyyliä kohti toinen tiivistyy nestefaasiin, eikä säiliössä ole nesteen tai kaasun määrän nettovoittoa tai-menetystä. Kun tasapaino on saavutettu, nesteen yläpuolella olevan höyryn aiheuttamaa painetta kutsutaan höyrynpaineeksi. Nesteen höyrystymistaipumusta kutsutaan sen haihtuvuudeksi. Haihtuvammalla nesteellä on korkeampi höyrynpaine, kun taas vähemmän haihtuvalla nesteellä on pienempi höyrynpaine.

Höyrynpaine vaihtelee lämpötilan mukaan. Jos liuoksen lämpötilaa nostetaan, useammalla molekyylillä on tarpeeksi energiaa paeta nestefaasista, ja näin höyrynpaine kasvaa. Lopulta, jos tarpeeksi lämpöä käytetään, molekyylit, jotka eivät ole rajapinnassa nesteen ja kaasun välillä, siirtyvät kaasufaasiin ja muodostavat tuttuja kuplia, jotka yhdistämme kiehumiseen.

nesteen kiehumispiste saavutetaan, kun nesteen kokonaishöyrynpaine vastaa ilmanpainetta. Lämpötilaa, jossa tämä tapahtuu, kutsutaan kiehumispisteeksi. Korkeammissa korkeuksissa ja siten alemmassa ilmanpaineessa neste kiehuu alemmassa lämpötilassa, koska höyrynpaineen nostamiseen ilmanpaineeseen tarvitaan vähemmän lämpöä. Lisäksi haihtuvuus eli liuottimen höyrystymiskyky vaikuttaa myös höyrynpaineeseen. Liuottimilla, joiden haihtuvuus on suuri, on suurempi höyrynpaine kuin liuottimilla, joiden haihtuvuus on pienempi.

kiehumispisteeseen vaikuttavat tekijät

sulamispisteiden ja kiehumispisteiden samankaltaisuus tarkoittaa, että samat yhdisteen sulamispisteeseen vaikuttavat tekijät vaikuttavat myös kiehumispisteeseen. Siksi nestemäisessä yhdisteessä olevien molekyylien välisten voimien voimakkuus ja tyypit vaikuttavat kiehumispisteeseen. Muista, että on olemassa kolmenlaisia molekyylivoimia: vetysidos, dipoli-dipoli-vuorovaikutukset ja Lontoon Dispersiovoimat. Jokaisella näistä on erilaiset vetovoimavahvuudet ja ne vaativat eri määriä energiaa voittaakseen. Yhdisteillä, jotka pystyvät vetysidokseen, on korkeammat kiehumispisteet kuin yhdisteillä, jotka voivat vuorovaikuttaa vain Lontoon dispersiovoimien kautta. Kiehumispisteisiin liittyy lisäksi yhdisteen höyrynpaine ja haihtuvuus. Tyypillisesti mitä haihtuvampi yhdiste on, sitä matalampi sen kiehumispiste on.

Kapillaarimenetelmä kiehumispisteen määrittämiseksi

yksinkertainen menetelmä orgaanisen yhdisteen kiehumispisteen määrittämiseksi on käyttää kapillaarimenetelmää. Tässä asetuksessa tyhjä lasi kapillaariputki käännetään puhtaaseen yhdisteeseen nestefaasissa. Kun nestettä kuumennetaan, näytteen höyrynpaine kasvaa ja kaasumaista höyryä alkaa päästä lasiseen kapillaariputkeen. Tämä pakottaa sisään jääneen ilman ulos ja johtaa siihen, että kapillaariputken pohjasta nousee kuplia. Tässä vaiheessa nesteen annetaan jäähtyä. Kun näytteen höyrynpaine on sama kuin lasisen kapillaariputken sisällä oleva Ilmanpaine, nestettä alkaa päästä putkeen. Liuoksen lämpötila tämän ilmiön tapahtuessa on nestemäisen yhdisteen kiehumispiste.