Топлота испаравања се састоји од воде, етанола, ацетона, циклохексана



Тхе топлотно испаравање или енталпија испаравања је енергија коју грам течне материје мора апсорбовати на својој тачки кључања на константној температури; то јест, завршити прелазак из течне фазе у гасну фазу. Обично се изражава са јединицама ј / г или кал / г; и у кЈ / мол, када говоримо о моларној енталпији испаравања.

Овај концепт је свакодневнији него што се чини. На пример, многе машине, као што су возови за пару, раде захваљујући енергији коју ослобађа водена пара. На земљиној површини, велике масе паре могу се видјети како се дижу према небу, попут оних на слици испод.

Такође, испаравање зноја на кожи хлади се или освежава услед губитка кинетичке енергије; што значи смањење температуре. Осјећај свјежине се повећава када пуше повјетарац, јер брже уклања водену пару капљица зноја.

Топлота испаравања зависи не само од количине супстанце, већ и од њених хемијских својстава; посебно молекуларне структуре и типа присутних интермолекуларних интеракција.

Индек

  • 1 Од чега се састоји??
    • 1.1 Просечна кинетичка енергија
    • 1.2 Притисак паре
  • 2 Топлина испаравања воде
  • 3 Етанол
  • 4 Ацетоне
  • 5 Цицлохекане
  • 6 бензена
  • 7 Толуене
  • 8 Хекане
  • 9 Референце

Од чега се састоји??

Топлота испаравања (ΔХ)вап) је физичка варијабла која одражава силе кохезије течности. Под кохезионим силама подразумевају се оне које држе молекуле (или атоме) заједно у течној фази. Нестабилне течности, на пример, имају слабе кохезионе силе; док су воде врло јаке.

Зашто је чињеница да је једна течност испарљивија од друге и да због тога треба више топлоте да потпуно испари на тачки кључања? Одговор лежи у интермолекуларним интеракцијама или Ван дер Ваалсовим силама.

У зависности од молекуларне структуре и хемијског идентитета супстанце, њене интермолекуларне интеракције варирају, као и величина њених кохезионих сила. Да би га разумели, различите супстанце морају бити анализиране са ΔХвап другачије.

Просечна кинетичка енергија

Силе кохезије унутар течности не могу бити јако јаке, иначе, њени молекули не би вибрирали. Овде "вибрација" се односи на слободно и случајно кретање сваког молекула у течности. Неки иду спорије, или брже од других; то јест, нису сви од њих имали исту кинетичку енергију.

Дакле, говори се о просечна кинетичка енергија за све молекуле течности. Они молекули који су довољно брзи ће бити у стању да превазиђу интермолекуларне силе које га задржавају у течности и да ће побећи у гасну фазу; још више, ако су на површини.

Када је први молекул М са високом кинетичком енергијом побегао, процењена је просечна кинетичка енергија..

Зашто? Пошто бржи молекули побегну у гасну фазу, спорији они остају у течности. Већа молекуларна спорост једнака је хлађењу.

Притисак паре

Како М молекуле побегну у гасну фазу, могу се вратити у течни синус; Међутим, ако је течност изложена околини, неизбежно ће сви молекули теже да побегну и речено је да је дошло до испаравања..

Ако се течност држи у херметички затвореној посуди, може се успоставити равнотежа течног гаса; то јест, брзина којом ће гасовити молекули отићи ће бити иста са којом улазе.

Притисак молекула гаса на површину течности у овој равнотежи познат је као притисак паре. Ако је контејнер отворен, притисак ће бити мањи у односу на онај који делује на течност затвореног контејнера.

Што је виши притисак паре, течност је хлапљивија. Будући да су нестабилнији, слабије су његове снаге кохезије. Због тога ће бити потребно мање топлоте да би се испарила до њене нормалне тачке кључања; то јест, температура на којој су притисак паре и атмосферски притисак изједначени, 760 торр или 1атм.

Топлина испаравања воде

Молекули воде могу формирати познате водикове везе: Х-О-Х-ОХ2. Ова посебна врста интермолекуларне интеракције, иако слаба ако се разматрају три или четири молекула, изузетно је јака када се говори о милионима њих..

Топлина испаравања воде на тачки кључања је 2260 Ј / г или 40.7 кЈ / мол. Шта то значи? Да испари грам воде на 100 ° Ц, 2260Ј (или 40.7кЈ је потребно да испари један мол воде, односно око 18г).

Вода на температури људског тела, 37 ° Ц, има ΔХвап супериор Зашто? Јер, како каже његова дефиниција, вода се мора загрејати на 37ºЦ док не достигне тачку кључања и потпуно испари; према томе, ΔХвап она је већа (а још више када су у питању хладне температуре).

Етанола

Тхе ΔХвап етанола на његовој тачки кључања је 855 Ј / г или 39,3 кЈ / мол. Имајте на уму да је нижа од воде, јер је његова структура, ЦХ3ЦХ2ОХ, једва да може да формира водонични мост. Међутим, и даље је међу течностима са највишим тачкама кључања.

Од ацетона

Тхе ΔХвап ацетона је 521 Ј / г или 29.1 кЈ / мол. Будући да рефлектује топлоту испаравања, она је много испарљивија течност од воде или етанола, и стога кључа на нижој температури (56ºЦ).

Зашто? Због својих молекула ЦХ3ОЦХ3 они не могу да формирају водоничне мостове и могу да интерагују само преко дипол-диполних сила.

Циклохексана

За циклохексан, његов ΔХвап је 358 Ј / г или 30 кЈ / мол. Састоји се од шестерокутног прстена са формулом Ц6Х12. Њихови молекули интерагују дисперзионим силама из Лондона, јер су аполарни и немају диполни моменат.

Имајте на уму да иако је тежи од воде (84г / мол вс 18г / мол), његове кохезионе силе су ниже.

Бензена

Тхе ΔХвап бензена, ароматичног хексагоналног прстена са формулом Ц6Х6, је 395 Ј / г или 30.8 кЈ / мол. Као и циклохексан, он интерагује силама дисперзије; али, она је такође способна да формира диполе и премести површину прстена (где су њихове двоструке везе делокализоване) преко других.

Ово објашњава зашто је аполарност, а не веома тешка, има ΔХвап релативно висока.

Из толуена

Тхе ΔХвап толуена је чак и већа од бензена (33,18 кЈ / мол). Ово је због чињенице да, поред горе поменутих, његове метил групе, -ЦХ3 сарађују у диполарном тренутку толуена; с друге стране, оне могу међусобно дјеловати силама дисперзије.

Из хексана

И на крају, ΔХвап хексана је 335 Ј / г или 28.78 кЈ / мол. Његова структура је ЦХ3ЦХ2ЦХ2ЦХ2ЦХ2ЦХ3, то јест, линеарно, за разлику од циклохексана, који је хексагонални.

Иако се њихове молекуларне масе разликују по врло малом (86г / мол насупрот 84г / мол), циклична структура директно утиче на начин на који молекуле интерагују. Као прстен, дисперзивне силе су ефикасније; док у линеарној структури хексана, они су више "луталице".

Вредности ΔХвап за хексан, они су у сукобу са онима из ацетона. У принципу, хексан, пошто има вишу тачку кључања (81ºЦ), треба да има ΔХвап већи од ацетона, који ври на 56ºЦ.

Разлика је у томе што ацетон има а топлотни капацитет виши од хексана. То значи да за загревање грам ацетона од 30 ° Ц до 56 ° Ц и испаравање, потребно је више топлоте него што се користи за загревање грама хексана од 30 ° Ц до тачке кључања од 68 ° Ц..

Референце

  1. ТуторВиста. (2018). Енталпија испаравања. Преузето са: цхемистри.туторвиста.цом
  2. Цхемистри ЛибреТектс. (3. април 2018). Топлина испаравања Преузето са: цхем.либретектс.орг
  3. Дортмунд Дата Банк. (с.ф.). Стандардна топлота испаравања циклохексана. Добављено из: ддбст.цом
  4. Цхицкос Ј.С. & Ацрее В. Е. (2003). Енталпије испаравања органских и органометалних једињења, 1880-2002. Ј. Пхис. Цхем., Дата 32, Но..
  5. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг, стр. 461-464.
  6. Кхан Ацадеми. (2018). Топлотни капацитет, топлота испаравања и густина воде. Преузето са: ввв.кханацадеми.орг