Πώς να ταξινομήσετε τους διαλύτες κατά σειρά αύξησης σημείων βρασμού;
Κατανόηση του σημείου βρασμού
Το σημείο βρασμού είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό αλλάζει σε αέριο. Καθορίζεται από τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων (ΔΜΣ) μεταξύ των μορίων. Όσο ισχυρότερο είναι το ΔΝΤ, τόσο περισσότερη ενέργεια είναι απαραίτητη για να τα ξεπεράσουμε και να προκαλέσει το υγρό να βράσει, με αποτέλεσμα ένα υψηλότερο σημείο βρασμού.
Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο βρασμού
1. Διαμοριακές δυνάμεις (ΔΝΤ)
* δεσμός υδρογόνου: Το ισχυρότερο ΔΝΤ, που περιλαμβάνει ένα άτομο υδρογόνου που συνδέεται με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθοριοειδές).
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων λόγω μόνιμων διπόλων.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου (LDFS): Παρουσιάζονται σε όλα τα μόρια, που προκύπτουν από προσωρινές διακυμάνσεις της κατανομής ηλεκτρονίων. Τα LDFs αυξάνονται με μοριακό μέγεθος και επιφάνεια.
2. Μοριακό βάρος: Τα μεγαλύτερα μόρια έχουν γενικά υψηλότερα σημεία βρασμού επειδή έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια, οδηγώντας σε ισχυρότερα LDFs.
3. διακλάδωση: Η διακλάδωση μειώνει το σημείο βρασμού επειδή μειώνει την επιφάνεια, εξασθενώντας LDFs.
Διαλυτές κατάταξης
1. Προσδιορίστε το κυρίαρχο ΔΝΤ:
* δεσμός υδρογόνου: Νερό (H₂O), αιθανόλη (ch₃ch₂oh), αμμωνία (NH₃).
* Διπολική διπίδα: Ακετόνη (ch₃coch₃), διχλωρομεθάνιο (ch₂cl₂), μεθανόλη (ch₃oh).
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Hexane (C₆H₁₄), διαιθυλαιθέρας (ch₃ch₂och₂ch₃).
2. Συγκρίνετε τα μοριακά βάρη:
* Εντός της ίδιας κατηγορίας του ΔΝΤ, τα μεγαλύτερα μόρια έχουν γενικά υψηλότερα σημεία βρασμού.
3. Εξετάστε τη διακλάδωση:
* Τα διακλαδισμένα μόρια τείνουν να έχουν χαμηλότερα σημεία βρασμού από τους μη διακλαδισμένους ομολόγους τους.
Παράδειγμα:
Ας κατατάξουμε αυτούς τους διαλύτες από το χαμηλότερο έως το υψηλότερο σημείο βρασμού:
* Εξάνιο (c₆h₁₄)
* Διαιθυλαιθέρα (ch₃ch₂och₂ch₃)
* Ακετόνη (ch₃coch₃)
* Μεθανόλη (ch₃oh)
* Νερό (h₂o)
Κατάταξη:
1. εξάνιο: Μόνο LDFs, το μεγαλύτερο μόριο σε αυτήν την ομάδα.
2. Diethyl Ether: Μόνο LDFs, ελαφρώς μικρότερα από το εξάνιο.
3. ακετόνη: Διπολικές αλληλεπιδράσεις, μικρότερο μόριο από τη μεθανόλη.
4. μεθανόλη: Οι αλληλεπιδράσεις διπολικής-διπόλης, ικανές για δεσμό υδρογόνου, αλλά λιγότερο εκτεταμένες από το νερό.
5. νερό: Δεσμός υδρογόνου, ισχυρότερο ΔΝΤ.
Τελική κατάταξη (αύξηση του σημείου βρασμού):
Εξάνιο <διαιθυλαιθέρα <ακετόνη <μεθανόλη <νερό
Σημαντική σημείωση: Αυτός είναι ένας γενικός οδηγός. Μπορεί να υπάρξουν εξαιρέσεις και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί λεπτομερής ανάλυση. Ωστόσο, η κατανόηση αυτών των παραγόντων παρέχει μια σταθερή βάση για την πρόβλεψη σχετικών σημείων βρασμού.
