kokpunkt

Kemi

2022

Vi förklarar vad kokpunkten är och hur den beräknas. Exempel på kokpunkt. Smält- och fryspunkt.

Vid normalt tryck (1 atm) är vattnets kokpunkt 100 ° C.

Vad är kokpunkten?

Kokpunkten är temperatur till vilken Tryck ånga från flytande (trycket som gasfasen utövar på vätskefasen i ett slutet system vid en viss temperatur) är lika med trycket som omger vätskan. När detta händer förvandlas vätskan till gas.

Kokpunkten är en egenskap som starkt beror på det omgivande trycket. En vätska som utsätts för ett mycket högt tryck kommer att ha en högre kokpunkt än om vi utsätter den för lägre tryck, det vill säga att det tar längre tid att förånga när den utsätts för höga tryck. På grund av dessa kokpunktsvariationer definierade IUPAC standardkokpunkten: det är den temperatur vid vilken en vätska förvandlas till ånga vid ett tryck på 1 bar.

En viktig punkt är att ett ämnes kokpunkt inte kan höjas i det oändliga. När vi höjer temperaturen på en vätska för att passera dess kokpunkt och ändå fortsätter att höja den, når vi en temperatur som kallas "kritisk temperatur". Den kritiska temperaturen är den temperatur över vilken gasen inte kan omvandlas till en vätska genom att öka trycket, det vill säga att den inte kan göras flytande. Vid denna temperatur finns det ingen definierad vätskefas eller ångfas.

Kokpunkten är olika för varje ämne. Denna egenskap beror på molekylmassan av ämne och vilken typ av intermolekylära krafter som den uppvisar (vätebindning, permanent dipol, inducerad dipol), vilket i sin tur beror på om ämnet är polärt kovalent eller opolärt kovalent (icke-polärt).

När temperaturen på ett ämne är under dess kokpunkt, bara en del av dess molekyler ligger på dess yta kommer att ha Energi tillräckligt för att bryta vätskans ytspänning och försvinna in i ångfasen. Å andra sidan, när värme tillförs systemet, sker en ökning av entropi av systemet (tendens till oordning av systemets partiklar).

Hur beräknas kokpunkten?

Med Clausius-Clapeyrons ekvation kan fasövergångarna för ett system som består av en enda komponent karakteriseras. Denna ekvation kan användas för att beräkna ämnens kokpunkt och tillämpas enligt följande:

Var:

P1 är trycket lika med 1 bar, eller i atmosfärer (0,986923 atm)

T1 är komponentens koktemperatur (kokpunkt), mätt vid ett tryck på 1 bar (P1) och uttryckt i grader Kelvin (K).

P2 är ångtrycket för komponenten uttryckt i bar eller i atm.

T2 är komponenttemperaturen (uttryckt i grader Kelvin) vid vilken ångtrycket P2 mäts.

𝚫H är entalpiförändringen av förångning medelvärde över det temperaturområde som beräknas. Det uttrycks i J / mol eller motsvarande energienheter.

R är gaskonstanten motsvarande 8,314 J / Kmol

ln är den naturliga logaritmen

Koktemperaturen (kokpunkten) T1 rensas

Exempel på kokpunkt

Några kända och registrerade kokpunkter under normala tryckförhållanden (1 atm) är följande:

  • Vatten: 100 ºC
  • Helium: -268,9 ºC
  • Väte: -252,8 ºC
  • Kalcium: 1484 ºC
  • Beryllium: 2471 ºC
  • Kisel: 3265 ºC
  • Kol i form av grafit: 4827 ºC
  • Bor: 3927 ºC
  • Molybden: 4639 ºC
  • Osmium: 5012 ºC
  • Volfram: 5930 ºC

Smältpunkt

Smältpunkten är den temperatur vid vilken ett ämne övergår från ett fast till ett flytande tillstånd.

Temperaturen vid vilken ett fast ämne förvandlas till en vätska kallas smältpunkten och under fast-vätskefasövergången hålls temperaturen konstant. I detta fall tillförs värme till systemet tills dess temperatur stiger tillräckligt för att systemet ska kunna göra det rörelse hans partiklar i den fasta strukturen är större, vilket gör att de separeras och flyter mot vätskefasen.

Smältpunkten beror också på trycket och är i allmänhet lika med fryspunkten för materia (vid vilken en vätska blir fast när den kyls tillräckligt) för de flesta ämnen.

Frys punkt

Fryspunkten är motsatsen till smältpunkten, det vill säga den temperatur vid vilken en vätska drar ihop sig, dess partiklar tappar rörelse och får en strukturera styvare, deformationsbeständig och formminne (unik för ämnena i fast tillstånd). Det vill säga det är den temperatur vid vilken vätskan förvandlas till ett fast ämne. Fusionen kräver leverans kalorienergi till systemet, medan frysning kräver borttagning av värmeenergi (kylning).

Å andra sidan beror fryspunkten också på trycket. Ett exempel är vad som händer när vatten kyls till en temperatur på 0ºC till 1 atm, när det fryser och förvandlas till is. Om den kyls till ett tryck som är mycket annorlunda än 1 atm kan resultatet bli mycket annorlunda, till exempel om trycket är mycket högre kan det ta tid att frysa, eftersom dess fryspunkt minskar.

Smältpunkt och kokpunkt för vatten

Vatten används ofta som standard vid mätning av ämnens smält- och kokpunkter. I allmänna termer, vid normalt tryck är dess kokpunkt 100ºC och dess smältpunkt är 0ºC (när det gäller is). Detta kan variera mycket i de fall där Vatten har andra ämnen lösta i sig, flytande eller fasta, såsom havsvatten, rikt på salter, vilket ändrar dess fysikaliska och kemiska egenskaper.

Effekten av tryck är också mycket märkbar. Det är känt att vattnets kokpunkt vid 1 atm är 100 ºC, men om vi tar den till 0,06 atm skulle vi bli förvånade över att märka att kokningen sker vid 0 ºC (istället för att frysa).

!-- GDPR -->