SIEDEPUNKT: KONZEPT, BERECHNUNG UND BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Der Siedepunkt ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck der Flüssigkeit dem atmosphärischen Druck im Raum oder Raum entspricht. Die Flüssigkeit wird zu Dampf. Während dieser Phase treten Blasen auf, die zur Oberfläche der Flüssigkeit aufsteigen und in die Luft entweichen.

Andererseits ist der normale oder normale Siedepunkt die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit auf Meereshöhe siedet; das heißt, bei einer Druckatmosphäre (101,325 kPa). In der Zwischenzeit definiert die IUPAC (1982) den Siedepunkt als die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit bei einem Druck von 100.000 kPa siedet.

Alle Flüssigkeiten beginnen zu kochen, da ihr Dampfdruck dem Außendruck entspricht. Quelle: Ervins Strauhmanis über Flickr (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Der normale Siedepunkt von Wasser beträgt 99,97ºC. Auf dem Gipfel des Mount Everest, auf einer Höhe über dem Meeresspiegel von 8.848 m und einem Luftdruck von 34 kPa, sind es 71 ºC. Der von IUPAC empfohlene Standardsiedepunkt beträgt 99,61 ° C bei einem Druck von 100,00 kPa (1 bar).

Aus dem Obigen folgt, dass der atmosphärische Druck ein bestimmender Faktor für den Wert des Siedepunkts ist, da es der Druck ist, den eine Flüssigkeit erreichen muss, um zu kochen. Je höher der atmosphärische Druck ist, dem eine Flüssigkeit ausgesetzt ist, desto höher ist ihr Siedepunkt. Das Gegenteil ist auch der Fall.

Wie berechnet man den Siedepunkt?

Am Beispiel von Wasser können Sie den Wert des Siedepunkts auf einfache Weise berechnen, indem Sie eine seiner kolligativen Eigenschaften verwenden. das heißt, die Erhöhung seines Siedepunktes aufgrund der Anwesenheit von gelösten Stoffen in der wässrigen Lösung.

Der Siedepunkt von Wasser steigt mit der Zugabe von gelösten Stoffen aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Wassermolekülen und den gelösten Molekülen.

Die Erhöhung des Siedepunktes von Wasser ergibt sich aus folgendem mathematischen Ausdruck:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = Siedepunktänderung

K _e = Siedekonstante

Erster Schritt

Berechnung der Mol NaCl:

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

= 0,513 Mol

Zweiter Schritt

Berechnung der Molalität der Lösung:

0,513 Mol NaCl werden in 300 g Wasser gelöst. Um die Molalität der Lösung zu erhalten, werden die Mol NaCl auf 1000 g (kg) gebracht.

Mol gelöste Stoffe / kg Wasser (Molalität) = (0,513 Mol / 300 g Wasser) · (1000 g Wasser / kg Wasser)

= 1,71 Mol / kg Wasser

Dritter Schritt

Berechnung des Siedepunktanstiegs durch Zugabe von NaCl:

ΔT _e = mK _e

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

= 0,889 ºC

Vierter Schritt

Berechnung des Siedepunktes der NaCl-Lösung:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100 ºC + 0,889 ºC

= 100,889 ºC

Beispiele für Siedepunkte

Wasser

Der normale Siedepunkt von Wasser beträgt 99,97ºC. Dieser Wert ist angesichts der geringen Größe seines Moleküls relativ hoch. Es erklärt sich jedoch aus seiner ungewöhnlichen Polarität und seiner Fähigkeit, Wasserstoffbrücken mit benachbarten oder verwandten Molekülen herzustellen.

Das Sauerstoffatom hat eine höhere Affinität zu Elektronen als das Wasserstoffatom. Daher bewegen sich die Elektronen der kovalenten OH-Bindung in Richtung Sauerstoff und lassen ihn negativ geladen; während das Wasserstoffatom positiv geladen ist.

Infolgedessen sind Wassermoleküle Dipole, die mit anderen Wassermolekülen interagieren können und eine intermolekulare Kraft darstellen, die zur Erhöhung des Siedepunkts beiträgt. Zusätzlich verwendet Wasser das Sauerstoffatom, um Wasserstoffbrücken mit anderen Wassermolekülen (H ₂ O-HOH) zu bilden.

Alkohol

Alkohole haben OH-Gruppen in ihrer Struktur. Diese Gruppen sind polar, wodurch die Dipol-Dipol-Wechselwirkung zwischen ähnlichen Molekülen erzeugt wird. Alkohole können auch Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Diese beiden Wechselwirkungen stellen die Hauptbeiträge zu intermolekularen Kräften dar.

Diese Kräfte erklären, warum die Siedepunkte von Alkoholen höher sind als die entsprechenden Kohlenwasserstoffe. Die Hauptfaktoren, die die Siedepunkte in Alkoholen bestimmen, sind die Molekülmasse und ihre Struktur.

Der Siedepunkt steigt mit zunehmender Anzahl der Kohlenstoffatome und nimmt mit der Verzweigung ab. Zum Beispiel: Ethanol hat einen Siedepunkt von 78,37 ° C, Methanol hat einen Siedepunkt von 66 ° C und Isopropylalkohol hat einen Siedepunkt von 80,3 ° C.

Öle

Öle zersetzen sich beim Erhitzen vor Erreichen des Siedepunkts oder des Siedepunkts, so dass Schätzungen ihrer Siedepunkte spärlich und ungenau sind. Der geschätzte Siedepunkt für Sojaöl beträgt 300 ° C.

Anstelle von Siedepunkten werden die Rauch- oder Brennpunkte angegeben. Dies wird erreicht, indem ein Öl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, bei der ein bläulicher Rauch auftritt, der auf den Beginn der Zersetzung des Öls hinweist.

Das Folgende sind Beispiele für den Rauchpunkt einiger Öle: Mandelöl 221ºC; Rapsöl 220 ° C; Kokosöl 232 ° C; und Olivenöl (nativ) 210 ºC.

Gold

Gold ist ein Edelmetall mit einer Dichte von 19,32 g / cm ³ . Aufgrund des Vorhandenseins der metallischen Bindung hat es einen hohen Siedepunkt. Es gibt jedoch Diskrepanzen zwischen den für den Siedepunkt angegebenen Werten, die möglicherweise Unterschiede im Reinheitsgrad der untersuchten Goldproben widerspiegeln.

Milch

Milch ist eine wässrige Lösung, die gelöste Stoffe unterschiedlicher Art und Zusammensetzung enthält. Salze, Zucker, Proteine, Lipide, Aminosäuren usw. Der Siedepunkt von Milch ist aufgrund der Ähnlichkeit dieser Verbindungen mit Wasser etwas höher als der von Wasser, was das Verdampfen erschwert.

Zucker

Glucose hat einen Schmelzpunkt von 146ºC, der mit dem Zersetzungspunkt von Glucose zusammenfällt. Daher können Sie den Siedepunkt nicht ermitteln. Die gleiche Situation tritt bei Saccharose, Haushaltszucker, auf, der einen Schmelzpunkt von 186 ° C und einen Zersetzungspunkt von 186 ° C aufweist.

Der Schmelzpunkt ist die Temperatur, bei der ein Element oder eine chemische Verbindung vom festen in den flüssigen Zustand übergeht. Wenn sich der Zucker zersetzt, gibt es daher keine stabile Flüssigkeit zur Bestimmung seines Siedepunkts.

Eisen

Der Siedepunkt von Eisen beträgt 2.861 ºC. Dieser hohe Wert erklärt sich aus der großen Energiemenge, die erforderlich ist, um die Anziehungskraft zwischen den Metallatomen zu überwinden. Darüber hinaus müssen aufgrund der netzartigen Struktur des Metalls zahlreiche elektrostatische Kräfte überwunden werden.

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