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    Comment rationaliser la différence dans les points d'ébullition

    Vous avez peut-être remarqué que différentes substances ont des points d'ébullition très variables. L'éthanol, par exemple, bout à une température plus basse que l'eau. Le propane est un hydrocarbure et un gaz, tandis que l'essence, un mélange d'hydrocarbures, est un liquide à la même température. Vous pouvez rationaliser ou expliquer ces différences en pensant à la structure de chaque molécule. Au cours du processus, vous obtiendrez de nouvelles connaissances sur la chimie quotidienne.

    Pensez à ce qui retient les molécules dans un solide ou un liquide. Ils ont tous de l'énergie - dans un solide, ils vibrent ou oscillent et dans un liquide ils se déplacent l'un autour de l'autre. Alors, pourquoi ne se séparent-ils pas comme les molécules d'un gaz? Ce n'est pas seulement parce qu'ils subissent la pression de l'air ambiant. Il est clair que les forces intermoléculaires les maintiennent ensemble.

    Souvenez-vous que lorsque les molécules d'un liquide se détachent des forces qui les maintiennent et s'échappent, elles forment un gaz. Mais vous savez aussi que vaincre ces forces intermoléculaires prend de l'énergie. Par conséquent, plus les molécules d'énergie cinétique de ce liquide sont nombreuses - plus la température est élevée, en d'autres termes - plus elles peuvent s'échapper et plus vite le liquide s'évapore.

    Alors que vous continuez d'augmenter la température , vous atteindrez finalement un point où des bulles de vapeur commencent à se former sous la surface du liquide; en d'autres termes, il commence à bouillir. Plus les forces intermoléculaires dans le liquide sont fortes, plus il faut de chaleur, et plus le point d'ébullition est élevé.

    Rappelez-vous que toutes les molécules ont une faible attraction intermoléculaire appelée force de dispersion de Londres. Les molécules plus grosses connaissent des forces de dispersion plus fortes à Londres, et les molécules en forme de bâtonnet subissent des forces de dispersion de Londres plus fortes que les molécules sphériques. Le propane (C3H8), par exemple, est un gaz à température ambiante, tandis que l'hexane (C6H14) est un liquide - tous deux sont constitués de carbone et d'hydrogène, mais l'hexane est une molécule plus grosse et présente des forces de dispersion plus fortes. Rappelez-vous que certaines molécules sont polaires, ce qui signifie qu'elles ont une charge négative partielle dans une région et une charge positive partielle dans une autre. Ces molécules sont faiblement attirées l'une par l'autre, et ce type d'attraction est un peu plus fort que la force de dispersion de Londres. Si tout le reste reste égal, une molécule plus polaire aura un point d'ébullition plus élevé qu'une molécule plus polaire. L'o-dichlorobenzène, par exemple, est polaire alors que le p-dichlorobenzène, qui a le même nombre d'atomes de chlore, de carbone et d'hydrogène, est non polaire. Par conséquent, l'o-dichlorobenzène a un point d'ébullition de 180 degrés Celsius alors que le p-dichlorobenzène bout à 174 degrés Celsius. Rappelez-vous que les molécules dans lesquelles l'hydrogène est lié à l'azote, au fluor ou à l'oxygène . Les liaisons hydrogène sont beaucoup plus fortes que les forces de dispersion de Londres ou l'attraction entre molécules polaires; là où ils sont présents, ils dominent et élèvent sensiblement le point d'ébullition.

    Prends de l'eau par exemple. L'eau est une très petite molécule, donc ses forces de Londres sont faibles. Parce que chaque molécule d'eau peut former deux liaisons hydrogène, cependant, l'eau a un point d'ébullition relativement élevé de 100 degrés Celsius. L'éthanol est une molécule plus grosse que l'eau et connaît des forces de dispersion plus fortes à Londres; Puisqu'il a seulement un atome d'hydrogène disponible pour la liaison hydrogène, cependant, il forme moins de liaisons hydrogène. Les grandes forces de Londres ne suffisent pas à combler la différence, et l'éthanol a un point d'ébullition inférieur à celui de l'eau. Rappelez-vous qu'un ion a une charge positive ou négative, donc il est attiré vers les ions de charge opposée. L'attraction entre deux ions avec des charges opposées est très forte - beaucoup plus forte en fait que la liaison hydrogène. Ce sont ces attractions ion-ion qui retiennent les cristaux de sel ensemble. Vous n'avez probablement jamais essayé de faire bouillir de l'eau salée, ce qui est une bonne chose car le sel bout à plus de

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