keemispunkt

Keemia

2022

Selgitame, mis on keemistemperatuur ja kuidas seda arvutatakse. Keemistemperatuuri näited. Sulamis- ja külmumispunkt.

Normaalrõhul (1 atm) on vee keemistemperatuur 100 °C.

Mis on keemistemperatuur?

Keemistemperatuur on temperatuuri millele Surve aur alates vedel (rõhk, mille gaasifaas avaldab vedelale faasile suletud süsteemis teatud temperatuuril) on võrdne vedelikku ümbritseva rõhuga. Kui see juhtub, muutub vedelik gaasiks.

Keemistemperatuur on omadus, mis sõltub tugevalt ümbritsevast rõhust. Väga kõrge rõhu all oleval vedelikul on kõrgem keemispunkt kui madalama rõhu allutamisel, see tähendab, et selle aurustumiseks kulub kõrge rõhu all rohkem aega. Nende keemistemperatuuri kõikumiste tõttu määratles IUPAC standardse keemistemperatuuri: see on temperatuur, mille juures vedelik muutub rõhul 1 baari auruks.

Oluline punkt on see, et aine keemistemperatuuri ei saa lõputult tõsta. Kui tõstame vedeliku temperatuuri nii, et see ületaks keemistemperatuuri, kuid jätkame selle tõstmist, saavutame temperatuuri, mida nimetatakse "kriitiliseks temperatuuriks". Kriitiline temperatuur on temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaas rõhu suurenemisega vedelikuks muutuda, st seda ei saa veeldada. Sellel temperatuuril ei ole määratletud vedelfaasi ega aurufaasi.

Keemistemperatuur on iga aine puhul erinev. See omadus sõltub selle molekulmassist aine ja selles esinevate molekulidevaheliste jõudude tüüp (vesinikside, püsidipool, indutseeritud dipool), mis omakorda sõltub sellest, kas aine on polaarne kovalentne või mittepolaarne kovalentne (mittepolaarne).

Kui aine temperatuur on madalam kui selle keemistemperatuur, siis ainult osa ainest molekulid asub selle pinnal Energia piisavalt, et murda vedeliku pindpinevus ja pääseda aurufaasi. Teisest küljest, kui süsteemi tarnitakse soojust, suureneb see entroopia süsteemi osakesed (kalduvus süsteemi osakeste häiretele).

Kuidas arvutatakse keemistemperatuur?

Kasutades Clausius-Clapeyroni võrrandit, saab iseloomustada ühest komponendist koosneva süsteemi faasisiirdeid. Seda võrrandit saab kasutada ainete keemistemperatuuri arvutamiseks ja seda rakendatakse järgmiselt:

Kus:

P1 on rõhk, mis on võrdne 1 baariga või atmosfäärides (0,986923 atm)

T1 on komponendi keemistemperatuur (keemistemperatuur), mõõdetuna rõhul 1 bar (P1) ja väljendatud Kelvini kraadides (K).

P2 on komponendi aururõhk baarides või atm-des.

T2 on komponendi temperatuur (väljendatud Kelvini kraadides), mille juures mõõdetakse aururõhku P2.

𝚫H on entalpia muutus aurustamine arvutatava temperatuurivahemiku keskmine. Seda väljendatakse J / mol või samaväärsetes energiaühikutes.

R on gaasikonstant, mis on võrdne väärtusega 8,314 J / Kmol

Ln on naturaallogaritm

Keemistemperatuur (keemistemperatuur) T1 puhastatakse

Keemistemperatuuri näited

Mõned teadaolevad ja registreeritud keemispunktid normaalrõhu tingimustes (1 atm) on järgmised:

  • Vesi: 100 ºC
  • Heelium: -268,9 ºC
  • Vesinik: -252,8 ºC
  • Kaltsium: 1484 ºC
  • Berüllium: 2471 ºC
  • Räni: 3265 ºC
  • Süsinik grafiidi kujul: 4827 ºC
  • Boor: 3927 ºC
  • Molübdeen: 4639 ºC
  • Osmium: 5012 ºC
  • Volfram: 5930 ºC

Sulamispunkt

Sulamistemperatuur on temperatuur, mille juures aine muutub tahkest olekust vedelaks.

Temperatuuri, mille juures tahke aine muutub vedelikuks, nimetatakse sulamistemperatuuriks ja tahke-vedeliku faasisiirde ajal hoitakse temperatuuri konstantsena. Sel juhul antakse süsteemi soojust, kuni selle temperatuur tõuseb süsteemi jaoks piisavalt liikumine tema osakesed tahkes struktuuris on suurem, mis põhjustab nende eraldumist ja voolamist vedela faasi suunas.

Sulamistemperatuur sõltub ka rõhust ja on üldiselt võrdne aine külmumistemperatuuriga (mille juures vedelik muutub piisavalt jahutamisel tahkeks) ained.

Külmumispunkt

Külmumistemperatuur on vastupidine sulamistemperatuurile, st temperatuur, mille juures vedelik tõmbub kokku, selle osakesed kaotavad liikumise ja omandavad struktuur jäigem, deformatsioonikindel ja kujumälu (ainulaadne sisalduvatele ainetele tahkes olekus). See tähendab, et see on temperatuur, mille juures vedelik muutub tahkeks aineks. Ühinemine nõuab tarnimist kalorienergia süsteemi külge, samas kui külmutamine nõuab soojusenergia eemaldamist (jahutamist).

Teisest küljest sõltub külmumispunkt ka rõhust. Näiteks, mis juhtub siis, kui vesi jahutatakse temperatuurini 0ºC kuni 1 atm, kui see külmub ja muutub jääks. Kui see jahutada 1 atm-st väga erineva rõhuni, võib tulemus olla väga erinev, näiteks kui rõhk on palju kõrgem, võib selle külmumine võtta aega, kuna selle külmumispunkt langeb.

Vee sulamis- ja keemistemperatuur

Ainete sulamis- ja keemistemperatuuri mõõtmisel kasutatakse sageli etalonina vett. Üldiselt on selle keemistemperatuur normaalrõhul 100ºC ja sulamistemperatuur 0ºC (jää puhul). See võib oluliselt erineda juhtudel, kui Vesi selles on lahustunud muid vedelaid või tahkeid aineid, näiteks merevesi, mis on soolarikas, mis muudab selle füüsikalisi ja keemilisi omadusi.

Ka surve mõju on väga märgatav. On teada, et 1 atm juures on vee keemistemperatuur 100 ºC, kuid võttes selle 0,06 atm peale, märkaksime üllatusega, et keemine toimub 0 ºC juures (külmumise asemel).

!-- GDPR -->