takat didih

Kimia

2022

Kami menerangkan apa itu takat didih dan bagaimana ia dikira. Contoh takat didih. Takat lebur dan beku.

Pada tekanan normal (1 atm), takat didih air ialah 100 ° C.

Apakah takat didih?

Takat didih ialah suhu kepada yang Tekanan wap dari cecair (tekanan yang dikenakan oleh fasa gas pada fasa cecair dalam sistem tertutup pada suhu tertentu) adalah sama dengan tekanan yang mengelilingi cecair. Apabila ini berlaku, cecair bertukar menjadi gas.

Takat didih adalah sifat yang sangat bergantung pada tekanan ambien. Cecair yang mengalami tekanan yang sangat tinggi akan mempunyai takat didih yang lebih tinggi daripada jika kita tertakluk kepada tekanan yang lebih rendah, iaitu, ia akan mengambil masa yang lebih lama untuk menguap apabila ia tertakluk kepada tekanan tinggi. Disebabkan oleh variasi takat didih ini, IUPAC mentakrifkan takat didih piawai: ia ialah suhu di mana cecair bertukar menjadi wap pada tekanan 1 bar.

Titik penting ialah takat didih sesuatu bahan tidak boleh dinaikkan selama-lamanya. Apabila kita meningkatkan suhu cecair untuk melepasi takat didihnya dan masih terus meningkatkannya, kita mencapai suhu yang dipanggil "suhu kritikal." Suhu kritikal ialah suhu di atasnya gas tidak boleh diubah menjadi cecair dengan meningkatkan tekanan, iaitu, ia tidak boleh dicairkan. Pada suhu ini, tiada fasa cecair atau fasa wap yang ditentukan.

Takat didih adalah berbeza bagi setiap bahan. Sifat ini bergantung kepada jisim molekul bagi bahan dan jenis daya antara molekul yang ditunjukkannya (ikatan hidrogen, dipol kekal, dipol teraruh), yang seterusnya bergantung kepada sama ada bahan itu kovalen polar atau kovalen nonpolar (nonpolar).

Apabila suhu bahan berada di bawah takat didihnya, hanya sebahagian daripadanya molekul terletak di permukaannya akan mempunyai Tenaga cukup untuk memecahkan tegangan permukaan cecair dan melarikan diri ke dalam fasa wap. Sebaliknya, apabila haba dibekalkan kepada sistem, terdapat peningkatan dalam entropi sistem (kecenderungan kepada gangguan zarah sistem).

Bagaimanakah takat didih dikira?

Menggunakan persamaan Clausius-Clapeyron, peralihan fasa sistem yang terdiri daripada satu komponen boleh dicirikan. Persamaan ini boleh digunakan untuk mengira takat didih bahan dan digunakan seperti berikut:

di mana:

P1 ialah tekanan bersamaan dengan 1 bar, atau dalam atmosfera (0.986923 atm)

T1 ialah suhu didih (takat didih) komponen, diukur pada tekanan 1 bar (P1) dan dinyatakan dalam darjah Kelvin (K).

P2 ialah tekanan wap komponen yang dinyatakan dalam bar atau dalam atm.

T2 ialah suhu komponen (dinyatakan dalam darjah Kelvin) di mana tekanan wap P2 diukur.

𝚫H ialah perubahan entalpi bagi pengewapan purata atas julat suhu yang sedang dikira. Ia dinyatakan dalam J / mol atau unit tenaga yang setara.

R ialah pemalar gas bersamaan dengan 8.314 J / Kmol

ln ialah logaritma semula jadi

Suhu didih (takat didih) T1 dibersihkan

Contoh takat didih

Beberapa takat didih yang diketahui dan direkodkan di bawah keadaan tekanan normal (1 atm) adalah seperti berikut:

  • air: 100 ºC
  • Helium: -268.9 ºC
  • Hidrogen: -252.8 ºC
  • Kalsium: 1484 ºC
  • Berilium: 2471 ºC
  • Silikon: 3265 ºC
  • Karbon dalam bentuk grafit: 4827 ºC
  • Boron: 3927 ºC
  • Molibdenum: 4639 ºC
  • Osmium: 5012 ºC
  • Tungsten: 5930 ºC

Takat lebur

Takat lebur ialah suhu di mana bahan berubah daripada keadaan pepejal kepada cecair.

Suhu di mana pepejal berubah menjadi cecair dipanggil takat lebur dan semasa peralihan fasa pepejal-cecair suhu dikekalkan malar. Dalam kes ini, haba dibekalkan kepada sistem sehingga suhunya meningkat secukupnya untuk sistem pergerakan miliknya zarah dalam struktur pepejal adalah lebih besar, yang menyebabkan mereka terpisah dan mengalir ke arah fasa cecair.

Takat lebur juga bergantung pada tekanan dan secara amnya sama dengan takat beku jirim (di mana cecair menjadi pepejal apabila cukup sejuk) untuk kebanyakan bahan-bahan.

Titik beku

Takat beku adalah bertentangan dengan takat lebur, iaitu suhu di mana cecair menguncup, zarahnya kehilangan pergerakan dan memperoleh struktur lebih kaku, tahan ubah bentuk dan ingatan bentuk (unik kepada bahan dalam keadaan pepejal). Iaitu, ia adalah suhu di mana cecair bertukar menjadi pepejal. Penggabungan memerlukan pembekalan tenaga kalori kepada sistem, manakala pembekuan memerlukan penyingkiran tenaga haba (penyejukan).

Sebaliknya, takat beku juga bergantung kepada tekanan. Contohnya ialah apa yang berlaku apabila air disejukkan pada suhu 0ºC hingga 1 atm, apabila ia membeku dan bertukar menjadi ais. Jika ia disejukkan kepada tekanan yang sangat berbeza daripada 1 atm, hasilnya mungkin sangat berbeza, contohnya, jika tekanan jauh lebih tinggi, ia mungkin mengambil masa untuk membeku, kerana takat bekunya berkurangan.

Takat lebur dan takat didih air

Air sering digunakan sebagai piawai semasa mengukur takat lebur dan takat didih bahan. Secara umum, pada tekanan normal, takat didihnya ialah 100ºC dan takat leburnya ialah 0ºC (dalam kes ais). Ini boleh sangat berbeza dalam kes di mana air mempunyai bahan lain yang terlarut di dalamnya, cecair atau pepejal, seperti air laut, kaya dengan garam, yang mengubah suai sifat fizikal dan kimianya.

Kesan tekanan juga amat ketara. Adalah diketahui bahawa pada 1 atm takat didih air ialah 100 ºC, tetapi mengambilnya kepada 0.06 atm kita akan terkejut apabila melihat bahawa pendidihan berlaku pada 0 ºC (bukannya membeku).

!-- GDPR -->