KAYNAMA NOKTASI: KAVRAM, HESAPLAMA VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Kaynama noktası sıvının buhar basıncının oda ya da bölme atmosfer basıncı eşit olduğu sıcaklıktır. Sıvı buhara dönüşür. Bu aşamada sıvının yüzeyine doğru yükselen ve havaya kaçan kabarcıklar ortaya çıkar.

Öte yandan, normal veya standart kaynama noktası, bir sıvının deniz seviyesinde kaynadığı sıcaklıktır; yani, bir basınç atmosferinde (101.325 kPa). Bu arada IUPAC (1982) kaynama noktasını, sıvının 100.000 kPa basınçta kaynadığı sıcaklık olarak tanımlar.

Tüm sıvılar, buhar basınçları dış basınca eşit olduğundan kaynamaya başlayacaktır. Kaynak: Flickr aracılığıyla Ervins Strauhmanis (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Suyun normal kaynama noktası 99,97ºC'dir. Ancak, Everest Dağı'nın zirvesinde, deniz seviyesinden 8.848 m yükseklikte ve 34 kPa atmosferik basınçta 71 ºC'dir. IUPAC tarafından önerilen standart kaynama noktası 100,00 kPa (1 bar) basınçta 99,61ºC'dir.

Yukarıdakilerden, atmosfer basıncının, bir sıvının kaynamak için ulaşması gereken basınç olduğundan, kaynama noktasının değerinde belirleyici bir faktör olduğu anlaşılmaktadır. Bir sıvının maruz kaldığı atmosferik basınç ne kadar yüksekse, kaynama noktası o kadar yüksektir. Bunun tersi de doğrudur.

Kaynama noktası nasıl hesaplanır?

Suyu örnek olarak alırsak, kaynama noktasının değerini hesaplamanın basit bir yolu, birleşik özelliklerinden birini kullanmaktır; yani, sulu çözelti içindeki çözünen maddelerin mevcudiyetine bağlı olarak kaynama noktasındaki artış.

Suyun kaynama noktası, su molekülleri ile çözünen moleküller arasındaki etkileşim nedeniyle çözünenlerin eklenmesiyle artar.

Suyun kaynama noktasındaki artış aşağıdaki matematiksel ifade ile verilmektedir:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = kaynama noktası değişimi

K _e = kaynama sabiti

İlk adım

NaCl mollerinin hesaplanması:

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

= 0,513 mol

İkinci adım

Çözeltinin molalitesinin hesaplanması:

0,513 mol NaCl 300 g suda çözülür. Çözeltinin molalitesini elde etmek için, NaCl molleri 1.000 g'a (kg) getirilir.

Çözünen madde molü / kg su (molalite) = (0,513 mol / 300 g su) · (1000 g su / kg su)

= 1.71 mol / kg su

Üçüncü adım

NaCl ilavesi nedeniyle kaynama noktası artışının hesaplanması:

ΔT _e = mK _e

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

= 0.889C

Dördüncü adım

NaCl çözeltisinin kaynama noktasının hesaplanması:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100ºC + 0.889ºC

= 100.889ºC

Kaynama noktası örnekleri

Su

Suyun normal kaynama noktası 99,97ºC'dir. Molekülünün küçük boyutu göz önüne alındığında bu değer nispeten yüksektir. Bununla birlikte, alışılmadık polaritesi ve komşu veya ilgili moleküllerle hidrojen bağı kurma kabiliyeti ile açıklanmaktadır.

Oksijen atomunun elektronlara afinitesi, hidrojen atomundan daha yüksektir. Bu nedenle, OH kovalent bağının elektronları oksijene doğru hareket ederek onu negatif yüklü bırakır; hidrojen atomu ise pozitif yüklü.

Bunun bir sonucu olarak su molekülleri, diğer su molekülleri ile etkileşime girebilen ve kaynama noktasındaki artışa katkıda bulunan moleküller arası bir kuvvet oluşturan dipollerdir. Ek olarak su, diğer su molekülleri (H ₂ O-HOH) ile hidrojen bağları oluşturmak için oksijen atomunu kullanır .

Alkol

Alkollerin yapılarında OH grupları vardır. Bu gruplar, benzer moleküller arasındaki dipol-dipol etkileşimini oluşturan polarlardır. Alkoller ayrıca hidrojen bağları oluşturabilir. Bu iki etkileşim, moleküller arası kuvvetlere ana katkıları temsil eder.

Bu kuvvetler, alkollerin kaynama noktalarının neden karşılık gelen hidrokarbonlardan daha yüksek olduğunu açıklar. Alkollerde kaynama noktalarını belirleyen ana faktörler moleküler kütle ve yapısıdır.

Kaynama noktası karbon atomlarının sayısı arttıkça artar ve dallanma ile azalır. Örneğin: etanolün kaynama noktası 78.37ºC'dir, ancak metanolün kaynama noktası 66ºC'dir ve izopropil alkolün kaynama noktası 80.3ºC'dir.

yağlar

Yağlar kaynama veya kaynama noktalarına ulaşmadan önce ısındığında ayrışır, bu nedenle kaynama noktalarına ilişkin tahminler yetersiz ve kesin değildir. Soya yağı için tahmini kaynama noktası 300ºC'dir.

Kaynama noktaları yerine duman veya yanma noktaları bildirilir. Bunlar, yağın ayrışmasının başladığını gösteren mavimsi bir dumanın göründüğü belirli bir sıcaklığa kadar yağın ısıtılmasıyla elde edilir.

Aşağıdakiler, bazı yağların duman noktası örnekleridir: badem yağı 221ºC; kanola yağı 220 ° C; hindistan cevizi yağı 232 ° C; ve zeytinyağı (işlenmemiş) 210ºC.

Altın

Altın 19.32 g / cm yoğunluğa sahip değerli bir metaldir ³ . Metalik bağın varlığından dolayı yüksek bir kaynama noktasına sahiptir. Bununla birlikte, kaynama noktası için bildirilen değerler arasında tutarsızlıklar vardır ve bu, çalışmaya tabi tutulan altın örneklerinin saflık derecesindeki farklılıkları yansıtır.

Süt

Süt, farklı yapı ve bileşime sahip çözünen maddeler sunan sulu bir çözeltidir; tuzlar, şekerler, proteinler, lipitler, amino asitler vb. Sütün kaynama noktası, bu bileşiklerin suyla benzerliğinden dolayı sudan biraz daha yüksektir ve buharlaşmasını zorlaştırır.

Şeker

Glikozun erime noktası 146ºC'dir ve bu, glikozun ayrışma noktasına denk gelir. Bu nedenle kaynama noktasını alamazsınız. Aynı durum erime noktası 186ºC ve ayrışma noktası 186ºC olan sofra şekeri sükrozda da meydana gelir.

Erime noktası, bir elementin veya kimyasal bileşiğin katı halden sıvı duruma geçtiği sıcaklıktır. Bu nedenle, şeker ayrıştığında, kaynama noktasını belirleyecek stabil bir sıvı yoktur.

Demir

Demirin kaynama noktası 2.861 ºC'dir. Bu yüksek değer, metal atomları arasındaki çekici kuvvetin üstesinden gelmek için gereken büyük miktarda enerji ile açıklanmaktadır. Ayrıca, metalin ağ benzeri yapısı nedeniyle çok sayıda elektrostatik kuvvetin üstesinden gelinmesi gerekir.

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Vikipedi. (2020 yılında). Kaynama noktası. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Şubat 2020). Kimyada Kaynama Noktasının Tanımı. Kurtarıldı: thinkco.com
4. Cedrón J .; Landa V. ve Robles J. (2011). Moleküller arası kuvvetler. Genel Kimya. Corinto.pucp.edu.pe adresinden kurtarıldı
5. Samuel Belcher. (Sf). Altın. Kurtarıldı: chemistry.pomona.edu
6. Don Ulin. (17 Aralık 2010). Şekerin Kaynama Noktası Nedir? Kaynak: indianapublicmedia.org
7. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Şubat 2020). Sütün Kaynama Noktası Nedir? Kurtarıldı: thinkco.com