virimo taškas

Chemija

2022

Mes paaiškiname, kas yra virimo temperatūra ir kaip ji apskaičiuojama. Virimo temperatūros pavyzdžiai. Lydymosi ir užšalimo temperatūra.

Esant normaliam slėgiui (1 atm), vandens virimo temperatūra yra 100 ° C.

Kokia yra virimo temperatūra?

Virimo temperatūra yra temperatūros į kurią Slėgis garai iš skystis (slėgis, kurį dujų fazė veikia skystąją fazę uždaroje sistemoje tam tikroje temperatūroje) yra lygus skystį supančiam slėgiui. Kai tai atsitiks, skystis virsta dujomis.

Virimo temperatūra yra savybė, kuri labai priklauso nuo aplinkos slėgio. Skystis, veikiamas labai aukšto slėgio, turės aukštesnę virimo temperatūrą, nei tada, kai jį veikiame mažesniu slėgiu, ty jis ilgiau išgaruos, kai bus veikiamas aukšto slėgio. Dėl šių virimo temperatūros pokyčių IUPAC apibrėžė standartinę virimo temperatūrą: tai temperatūra, kurioje skystis virsta garais, esant 1 baro slėgiui.

Svarbus dalykas yra tai, kad medžiagos virimo temperatūra negali būti padidinta neribotą laiką. Kai padidiname skysčio temperatūrą, kad ji viršytų virimo temperatūrą, ir toliau ją didiname, pasiekiame temperatūrą, vadinamą „kritine temperatūra“. Kritinė temperatūra yra temperatūra, kurią viršijus dujos negali virsti skysčiu didėjant slėgiui, tai yra, jos negali būti suskystintos. Esant tokiai temperatūrai, nėra apibrėžtos skystos ar garų fazės.

Kiekvienos medžiagos virimo temperatūra skiriasi. Ši savybė priklauso nuo molekulinės masės medžiaga ir jos sukeliamų tarpmolekulinių jėgų tipas (vandenilio ryšys, nuolatinis dipolis, indukuotas dipolis), o tai savo ruožtu priklauso nuo to, ar medžiaga yra polinė kovalentinė, ar nepolinė kovalentinė (nepoliarinė).

Kai medžiagos temperatūra yra žemesnė už virimo tašką, tik dalis jos molekules esantis jo paviršiuje turės Energija pakankamai, kad sulaužytų skysčio paviršiaus įtempimą ir patektų į garų fazę. Kita vertus, kai šiluma tiekiama į sistemą, padidėja entropija sistemos (polinkis į sistemos dalelių netvarką).

Kaip apskaičiuojama virimo temperatūra?

Naudojant Clausius-Clapeyron lygtį, galima apibūdinti sistemos, sudarytos iš vieno komponento, fazių perėjimus. Ši lygtis gali būti naudojama medžiagų virimo temperatūrai apskaičiuoti ir taikoma taip:

Kur:

P1 yra slėgis, lygus 1 barui, arba atmosferose (0,986923 atm)

T1 yra komponento virimo temperatūra (virimo temperatūra), išmatuota esant 1 baro slėgiui (P1) ir išreiškiama Kelvino laipsniais (K).

P2 yra komponento garų slėgis, išreikštas barais arba atm.

T2 yra komponento temperatūra (išreikšta Kelvino laipsniais), kuriai esant matuojamas garų slėgis P2.

🎚H yra entalpijos pokytis garinimas skaičiuojamo temperatūros diapazono vidurkis. Jis išreiškiamas J / mol arba lygiaverčiais energijos vienetais.

R yra dujų konstanta, lygiavertė 8,314 J / Kmol

ln yra natūralusis logaritmas

Virimo temperatūra (virimo temperatūra) T1 išvaloma

Virimo temperatūros pavyzdžiai

Kai kurios žinomos ir užregistruotos virimo temperatūros normaliomis sąlygomis (1 atm) yra šios:

  • Vanduo: 100 ºC
  • Helis: -268,9 ºC
  • Vandenilis: -252,8 ºC
  • Kalcis: 1484 ºC
  • Berilis: 2471 ºC
  • Silicis: 3265 ºC
  • Grafito pavidalo anglis: 4827 ºC
  • Boras: 3927 ºC
  • Molibdenas: 4639 ºC
  • Osmis: 5012 ºC
  • Volframas: 5930 ºC

Lydymosi temperatūra

Lydymosi temperatūra yra temperatūra, kuriai esant medžiaga pereina iš kietos būsenos į skystą.

Temperatūra, kurioje kieta medžiaga virsta skysčiu, vadinama lydymosi tašku, o kietos ir skystos fazės perėjimo metu temperatūra palaikoma pastovi. Tokiu atveju šiluma tiekiama į sistemą tol, kol jos temperatūra pakankamai pakyla, kad sistema galėtų judėjimas jo dalelės kietoje struktūroje yra didesnis, todėl jie atsiskiria ir teka link skystosios fazės.

Lydymosi temperatūra taip pat priklauso nuo slėgio ir dažniausiai yra lygi medžiagos užšalimo temperatūrai (kurioje pakankamai atvėsęs skystis tampa kietas). medžiagų.

Užšalimo taškas

Užšalimo temperatūra yra priešinga lydymosi temperatūrai, ty temperatūrai, kurioje skystis susitraukia, jo dalelės praranda judėjimą ir įgyja struktūra standesnis, atsparus deformacijoms ir formos atmintis (unikali medžiagai kietojo). Tai yra, tai temperatūra, kurioje skystis virsta kieta medžiaga. Susijungimui reikia tiekimo kalorijų energijos į sistemą, o užšaldant reikia šalinti šilumos energiją (aušinti).

Kita vertus, užšalimo temperatūra priklauso ir nuo slėgio. Pavyzdžiui, kas atsitinka, kai vanduo atšaldomas iki 0ºC–1 atm temperatūros, kai jis užšąla ir virsta ledu. Jei jis atšaldomas iki slėgio, kuris labai skiriasi nuo 1 atm, rezultatas gali būti labai skirtingas, pavyzdžiui, jei slėgis daug didesnis, gali užtrukti užšalimas, nes jo užšalimo temperatūra mažėja.

Lydymosi temperatūra ir vandens virimo temperatūra

Matuojant medžiagų lydymosi ir virimo temperatūras, vanduo dažnai naudojamas kaip standartas. Apskritai, esant normaliam slėgiui, jo virimo temperatūra yra 100 ° C, o lydymosi temperatūra yra 0 ° C (ledo atveju). Tai gali labai skirtis tais atvejais, kai Vanduo turėti jame ištirpusių kitų medžiagų, skystų ar kietų, pavyzdžiui, jūros vandens, kuriame gausu druskų, o tai keičia jo fizines ir chemines savybes.

Taip pat labai pastebimas spaudimo poveikis. Yra žinoma, kad esant 1 atm vandens virimo temperatūra yra 100 ºC, tačiau paėmus ją iki 0,06 atm, nustebtume pastebėję, kad virimas vyksta 0 ºC temperatūroje (o ne užšalimo).

!-- GDPR -->