KOKPUNKT: KONCEPT, BERÄKNING OCH EXEMPEL - KEMI

Den kokpunkt är den temperatur vid vilken ångtrycket hos vätskan lika med det atmosfäriska trycket i rummet eller delområdet. Vätskan förvandlas till ånga. Under denna fas visas bubblor som stiger mot vätskans yta och flyr ut i luften.

Å andra sidan är den normala eller normala kokpunkten temperaturen vid vilken en vätska kokar vid havsnivån; det vill säga vid en tryckatmosfär (101.325 kPa). Under tiden definierar IUPAC (1982) kokpunkten som temperaturen vid vilken en vätska kokar vid ett tryck av 100 000 kPa.

Alla vätskor börjar koka när deras ångtryck är lika med det yttre trycket. Källa: Ervins Strauhmanis via Flickr (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Den normala kokpunkten för vatten är 99,97 ºC. Men vid toppen av Mount Everest, på en höjd över havet 8,848 m och ett atmosfärstryck på 34 kPa, är det 71 ºC. Den rekommenderade IUPAC-standardkokpunkten är 99,61 ºC vid ett tryck på 100,00 kPa (1 bar).

Av ovanstående följer att atmosfärstrycket är en avgörande faktor i värdet på kokpunkten, eftersom det är trycket som en vätska måste nå för att koka. Ju högre atmosfärstryck en vätska utsätts för, desto högre kokpunkt. Det motsatta är också sant.

Hur beräknar jag kokpunkten?

Att ta vatten som ett exempel är ett enkelt sätt att beräkna värdet på kokpunkten genom att använda en av dess kolligativa egenskaper; det vill säga ökningen i dess kokpunkt beroende på närvaron av lösta ämnen i vattenlösningen.

Vattnets kokpunkt ökar med tillsats av lösta ämnen på grund av växelverkan mellan vattenmolekylerna och de lösta molekylerna.

Ökningen i kokpunkten för vatten ges av följande matematiska uttryck:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = kokpunktens variation

K _e = kokande konstant

Första steget

Beräkning av molerna NaCl:

mol NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)

= 0,513 mol

Andra steg

Beräkning av lösningens molalitet:

0,513 mol NaCl löstes i 300 g vatten. För att erhålla molaliteten hos lösningen bringas molerna NaCl till 1 000 g (kg).

Mol lösta ämnen / kg vatten (molalitet) = (0,513 mol / 300 g vatten) · (1000 g vatten / kg vatten)

= 1,71 mol / kg vatten

Tredje steget

Beräkning av ökning av kokpunkten beroende på tillsats av NaCl:

ΔT _e = mK _e

ΔT _e = 1,71 (mol / kg vatten) · 0,52 ºC · (kg vatten / mol)

= 0,889 ºC

Fjärde steget

Beräkning av kokpunkten för NaCl-lösningen:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100 ºC + 0,889 ºC

= 100,889 ºC

Exempel på kokpunkter

Vatten

Den normala kokpunkten för vatten är 99,97 ºC. Detta värde är relativt högt med tanke på den lilla storleken på dess molekyl. Det förklaras emellertid av dess ovanliga polaritet och dess förmåga att etablera vätebindningar med angränsande eller relaterade molekyler.

Syreatom har en högre affinitet för elektroner än väteatomen. Därför rör sig elektronerna i OH-kovalenta bindningen mot syre och lämnar den negativt laddad; medan väteatomen, positivt laddad.

Som en konsekvens av detta är vattenmolekyler dipoler som kan interagera med andra vattenmolekyler och utgör en intermolekylär kraft som bidrar till ökningen av kokpunkten. Dessutom använder vatten syreatom för bildning av vätebindningar med andra vattenmolekyler (H ₂ O-HOH).

Alkohol

Alkoholer har OH-grupper i sin struktur. Dessa grupper är polära, vilket genererar dipol-dipolinteraktion mellan liknande molekyler. Alkoholer kan också bilda vätebindningar. Dessa två interaktioner representerar de viktigaste bidragen till intermolekylära krafter.

Dessa krafter förklarar varför alkoholernas kokpunkter är högre än motsvarande kolväten. De viktigaste faktorerna som bestämmer kokpunkterna i alkoholer är molekylmassan och dess struktur.

Kokpunkten ökar med ökande antal kolatomer och minskar med förgrening. Till exempel: etanol har en kokpunkt på 78,37 ºC, men metanol har en kokpunkt på 66 ºC, och isopropylalkohol har en kokpunkt på 80,3 ºC.

oljor

Oljor sönderdelas genom uppvärmning innan de når kokning eller kokpunkt, så uppskattningarna av kokpunkterna är knappa och opräknade. Den uppskattade kokpunkten för sojabönolja är 300 ° C.

I stället för kokpunkterna rapporteras dess rök- eller bränningspunkter. Dessa uppnås genom att värma en olja till en viss temperatur, vid vilken en blåaktig rök uppträder, vilket indikerar början på oljans nedbrytning.

Följande är exempel på rökpunkten för vissa oljor: mandelolja 221 ºC; rapsolja 220 ° C; kokosnötsolja 232 ° C; och olivolja (jungfru) 210 ºC.

Guld

Guld är en ädelmetall med en densitet på 19,32 g / cm ³ . Den har en hög kokpunkt på grund av närvaron av metallbindningen. Det finns emellertid skillnader mellan värdena som rapporterats för dess kokpunkt, vilket kanske återspeglar skillnader i graden av renhet för guldproverna som undersöktes.

Mjölk

Mjölk är en vattenlösning som presenterar lösta ämnen av olika karaktär och sammansättning; salter, sockerarter, proteiner, lipider, aminosyror etc. Mjölkens kokpunkt är något högre än för vatten, på grund av affiniteten dessa föreningar är med vatten, vilket gör det svårare att avdunsta det.

Socker

Glukos har en smältpunkt på 146 ° C, som sammanfaller med sönderdelningspunkten för glukos. Därför kan du inte få dess kokpunkt. Samma situation inträffar med sackaros, bordsocker, som har en smältpunkt på 186 ºC och en sönderdelningspunkt 186 ºC.

Smältpunkten är temperaturen vid vilken ett element eller kemisk förening går från fast tillstånd till flytande tillstånd. Därför finns det ingen stabil vätska för att bestämma dess kokpunkt när sockret sönderdelas.

Järn

Järnens kokpunkt är 2 861 ºC. Detta höga värde förklaras av den stora mängden energi som krävs för att övervinna den attraktiva kraften mellan metallatomerna. Dessutom måste många elektrostatiska krafter övervinnas på grund av metallens banliknande struktur.

referenser

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Kokpunkt. Återställd från: en.wikipedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 februari 2020). Definition av kokpunkt i kemi. Återställd från: thoughtco.com
Cedrón J .; Landa V. & Robles J. (2011). Intermolekylära krafter. Allmän kemi. Återställs från: corinto.pucp.edu.pe
Samuel Belcher. (Sf). Guld. Återställd från: chemistry.pomona.edu
Don Ulin. (17 december 2010). Vad är kokpunkten för godis? Återställd från: indianapublicmedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 februari 2020). Vad är mjölkens kokpunkt? Återställd från: thoughtco.com

KOKPUNKT: KONCEPT, BERÄKNING OCH EXEMPEL - KEMI - 2026