forráspont meghatározása

az olvadásponthoz hasonlóan a forráspont fizikai tulajdonság. Ha a minta tiszta vegyület, akkor a forráspont felhasználható a vegyület identitásának meghatározására. Végső soron a pontos forráspont kísérleti meghatározása kihívást jelent. Az olvadáspontokhoz hasonlóan a kísérleti forráspontok tartományként vannak megadva, és néhány fokkal eltérnek a tényleges irodalmi értéktől.

gőznyomás

ahhoz, hogy megértsük, miért forr az oldószer, amelyet az oldat ismerős buborékolása jellemez, fontos megérteni a folyadék és a gázfázisok közötti dinamikát. Vegyünk egy tiszta folyékony vegyületet egy lezárt tartályban. A folyadék felszínén lévő molekulák egy része elegendő energiával rendelkezik ahhoz, hogy leküzdje az intermolekuláris erőket, és belépjen a gázfázisba. A gázfázisban lévő molekulák azonban energiát is veszíthetnek, és folyadékká kondenzálódhatnak. Ezért két versengő folyamat van ebben a rendszerben: a párolgás és a páralecsapódás.

amikor a párolgás sebessége megegyezik a kondenzáció sebességével, a rendszer egyensúlyi állapotot ért el. Ez azt jelenti, hogy minden gázfázisba belépő molekula esetében egy másik kondenzálódik a folyékony fázisba, és a tartályban nincs nettó nyereség vagy veszteség a folyadék-vagy gázmennyiségben. Az egyensúly megteremtése után a gőz által a folyadék felett kifejtett nyomást gőznyomásnak nevezzük. A folyadék elpárologtatásának tendenciáját volatilitásnak nevezik. Az illékonyabb folyadék nagyobb gőznyomással rendelkezik, míg a kevésbé illékony folyadék alacsonyabb gőznyomással rendelkezik.

a gőznyomás hőmérséklet szerint változik. Ha növeli az oldat hőmérsékletét, több molekulának elegendő energiája van ahhoz, hogy elkerülje a folyékony fázist, így a gőznyomás nő. Végül, ha elég hőt alkalmazzák, molekulák, amelyek nem a felület között a folyadék, gáz átmenet a gáz fázis formában az ismerős buborékok mi társult forró.

a folyadék forráspontja akkor érhető el, ha a folyadék teljes gőznyomása megegyezik a légköri nyomással. A hőmérsékletet, amelyen ez bekövetkezik, forráspontnak nevezik. Magasabb magasságokban, így alacsonyabb légköri nyomáson a folyadék alacsonyabb hőmérsékleten forrni kezd, mivel kevesebb hőre van szükség a gőznyomás légköri nyomásra történő növeléséhez. Ezenkívül a volatilitás vagy az oldószer elpárologtatásának képessége szintén befolyásolja a gőznyomást. A nagy volatilitású oldószerek nagyobb gőznyomással rendelkeznek, mint az alacsonyabb volatilitású oldószerek.

a forráspontot befolyásoló tényezők

az olvadáspontok és a forráspontok közötti hasonlóság azt jelenti, hogy ugyanazok a tényezők, amelyek befolyásolják a vegyület olvadáspontját, szintén befolyásolják a forráspontot. Ezért a folyékony vegyületen belül található intermolekuláris erők erőssége és típusa befolyásolja a forráspontot. Emlékezzünk vissza, hogy háromféle molekuláris erő létezik: a hidrogénkötés, a dipól-dipól kölcsönhatások és a londoni diszperziós erők. Mindegyiknek különböző vonzereje van, és különböző mennyiségű energiát igényel a leküzdéshez. Azok a vegyületek, amelyek képesek hidrogénkötésre, magasabb forráspontokkal rendelkeznek, mint azok a vegyületek, amelyek csak a londoni diszperziós erőkön keresztül tudnak kölcsönhatásba lépni. A forráspontok további szempontja a vegyület gőznyomása és volatilitása. Általában minél illékonyabb a vegyület, annál alacsonyabb a forráspontja.

a kapilláris módszer a forráspont meghatározására

egy szerves vegyület forráspontjának meghatározására szolgáló egyszerű módszer a kapilláris módszer alkalmazása. Ebben a beállításban egy üres üveg kapilláris csövet fordítunk a tiszta vegyület tartályába a folyékony fázisban. Amint a folyadék felmelegszik, a minta gőznyomása növekszik, majd gáznemű gőz kezd belépni az üveg kapilláris csőbe. Ez kiszorítja a bent rekedt levegőt, és buborékok keletkeznek a kapilláris cső aljából. Ezen a ponton a folyadék lehűlhet. Miután a minta gőznyomása megegyezik az üveg kapilláris cső belsejében lévő légköri nyomással, a folyadék belép a csőbe. Az oldat hőmérséklete, amikor ez a jelenség bekövetkezik, a folyékony vegyület forráspontja.