沸点の決定

融点と同様に、沸点は物理的性質です。 試料が純粋な化合物である場合、化合物の同一性を決定するために沸点を使用することができる。 最終的には、正確な沸点を実験的に決定することは困難です。 融点と同様に、実験沸点は範囲として与えられ、実際の文献値から数度変化する。

蒸気圧

溶媒が沸騰する理由を理解するには、溶液のよく知られたバブリングを特徴とする、液体相と気体相の間のダイナミクスを理解す 密閉容器内の純粋な液体化合物を考えてみましょう。 液体の表面にある分子のいくつかは、分子間力を克服して気相に入るのに十分なエネルギーを有するであろう。 しかし、気相中の分子はまた、エネルギーを失い、液体に戻って凝縮する可能性があります。 したがって、このシステムには、蒸発と凝縮の2つの競合プロセスがあります。

蒸発速度が凝縮速度に等しい場合、システムは平衡状態に達している。

蒸発速度が凝縮速度に等しい場合、システムは平衡状態に達している。

これは、気相に入るすべての分子について、別の分子が液相に凝縮し、容器内の液体または気体量の正味の利得または損失がないことを意味する。 平衡が確立されたら、液体の上の蒸気によって出る圧力は蒸気圧と呼ばれます。 液体が蒸発する傾向は、その揮発性と呼ばれます。 より揮発性の液体はより高い蒸気圧を有するが、より揮発性の低い液体はより低い蒸気圧を有する。蒸気圧は温度によって変化します。

蒸気圧は温度によって変化します。 溶液の温度を上げると、より多くの分子が液相を脱出するのに十分なエネルギーを持ち、したがって蒸気圧が上昇する。 最終的には、十分な熱が加えられると、液体と気体の界面にない分子が気相に移行し、沸騰に関連するよく知られた泡を形成します。液体の沸点は、液体の全蒸気圧が大気圧に相当するときに到達する。

液体の沸点は、液体の全蒸気圧が大気圧に相当するときに到達する。

液体の沸点 これが起こる温度は沸点と呼ばれます。 より高い標高、したがってより低い大気圧では、蒸気圧を大気圧に上昇させるために必要な熱がより少ないため、液体はより低い温度で沸騰する。 さらに、揮発性、または溶媒が蒸発する能力もまた、蒸気圧に影響を与える。 揮発性の高い溶媒は、揮発性の低い溶媒よりも蒸気圧が高い。

沸点に影響を与える要因

融点と沸点の類似性は、化合物の融点に影響を与える同じ要因も沸点に影響を与えることを意味します。 したがって、液体化合物内に見出される分子間力の強さおよびタイプは、沸点に影響を及ぼす。 分子力には水素結合、双極子-双極子相互作用、ロンドン分散力の三つのタイプがあることを思い出してください。 これらのそれぞれに異なった魅力の強さがあり、克服するためにエネルギーの異なった量を要求する。 水素結合が可能な化合物は、分散力を介してのみ相互作用することができる化合物よりも高い沸点を有する。 沸点のための付加的な考察は混合物の蒸気圧そして非持久性を含みます。 典型的には、化合物がより揮発性であるほど、その沸点は低くなる。

沸点を決定するためのキャピラリー法

有機化合物の沸点を決定するための簡単な方法は、キャピラリー法を利用することです。 この構成では、空のガラス毛管管は液体段階の純粋な混合物の容器に逆にされます。 液体が熱されると同時に、サンプルの蒸気圧は増加し、気体蒸気はガラス毛管管に入り始めます。 これは毛管管の底から出て来る泡の中そして結果引っ掛かる空気を強制する。 この時点で、液体を冷却する。 サンプルの蒸気圧がガラス毛管管の中の大気圧と同じなら、液体は管に入り始めます。 この現象が発生したときの溶液の温度は、液体化合物の沸点である。