Ẩn nhiệt hóa hơi của nước

-

các nhiệt hóa hơi hoặc entanpy của sự hóa hơi là năng lượng mà một gam chất lỏng phải hấp thụ ở điểm sôi của nó ở nhiệt độ không đổi; nghĩa là hoàn thành quá trình chuyển từ pha lỏng sang pha khí. Nó thường được biểu thị bằng các đơn vị j / g hoặc cal / g; và trong kJ / mol, khi chúng ta nói về entanpy mol của hơi hóa.

Bạn đang xem: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước

Khái niệm này là hàng ngày nhiều hơn nó dường như. Ví dụ, nhiều máy móc, chẳng hạn như tàu hơi nước, hoạt động nhờ năng lượng được giải phóng bởi hơi nước. Trên bề mặt trái đất, có thể thấy những khối hơi lớn bay lên trời, giống như những hình ảnh bên dưới.

*

Ngoài ra, sự bốc hơi mồ hôi trên da làm mát hoặc làm mới do mất động năng; mà chuyển thành giảm nhiệt độ. Cảm giác tươi mát tăng lên khi làn gió thổi qua, bởi vì nó loại bỏ nhanh hơn hơi nước của những giọt mồ hôi.

Nhiệt của hơi hóa không chỉ phụ thuộc vào lượng chất, mà phụ thuộc vào tính chất hóa học của nó; đặc biệt là về cấu trúc phân tử và loại tương tác liên phân tử.

Chỉ số

1 Nó bao gồm những gì??1.1 Động năng trung bình1.2 Áp suất hơi2 Nhiệt của hơi nước3 etanol4 Acetone5 xyclohexan6 benzen7 Toluen8 lục giác9 Tài liệu tham khảo

Nó bao gồm những gì??

Nhiệt của hơi hóa (Hvap) là một biến vật lý phản ánh các lực kết dính của chất lỏng. Các lực kết dính được hiểu là các lực giữ các phân tử (hoặc nguyên tử) lại với nhau trong pha lỏng. Chất lỏng dễ bay hơi, ví dụ, có lực kết dính yếu; trong khi nước rất mạnh.

Tại sao thực tế là một chất lỏng dễ bay hơi hơn chất lỏng khác và vì điều này, cần nhiều nhiệt hơn để bay hơi hoàn toàn tại điểm sôi của nó? Câu trả lời nằm ở các tương tác liên phân tử hoặc lực Van der Waals.

Tùy thuộc vào cấu trúc phân tử và bản sắc hóa học của chất, tương tác giữa các phân tử của nó khác nhau, cũng như cường độ của lực kết dính của nó. Để hiểu nó, các chất khác nhau phải được phân tích với ΔHvap khác nhau.

Động năng trung bình

Các lực kết dính trong một chất lỏng không thể rất mạnh, nếu không, các phân tử của nó sẽ không rung. Ở đây, "rung" đề cập đến sự chuyển động tự do và ngẫu nhiên của mỗi phân tử trong chất lỏng. Một số đi chậm hơn, hoặc nhanh hơn những người khác; đó là, không phải tất cả chúng đều có cùng động năng.

Do đó, có nói về một động năng trung bình cho tất cả các phân tử của chất lỏng. Những phân tử đủ nhanh sẽ có thể vượt qua các lực liên phân tử giữ nó trong chất lỏng, và sẽ thoát ra khỏi pha khí; thậm chí nhiều hơn, nếu những thứ này ở trên bề mặt.

Khi phân tử M đầu tiên có động năng cao đã thoát ra, một lần nữa năng lượng động học trung bình được ước tính..

Tại sao? Bởi vì khi các phân tử nhanh hơn thoát vào pha khí, thì các phân tử chậm hơn vẫn ở trong chất lỏng. Độ chậm phân tử lớn hơn bằng làm mát.

Áp suất hơi

Khi các phân tử M thoát vào pha khí, chúng có thể trở về sin lỏng; Tuy nhiên, nếu chất lỏng tiếp xúc với môi trường, chắc chắn tất cả các phân tử sẽ có xu hướng thoát ra và người ta nói rằng đã có sự bốc hơi.

Nếu chất lỏng được giữ trong bình kín, có thể thiết lập trạng thái cân bằng khí-lỏng; điều đó có nghĩa là, tốc độ mà các phân tử khí rời đi sẽ giống với tốc độ mà chúng đi vào.

Áp suất tác động bởi các phân tử khí trên bề mặt chất lỏng ở trạng thái cân bằng này được gọi là áp suất hơi. Nếu bình chứa mở, áp suất sẽ thấp hơn so với tác động lên chất lỏng của bình kín.

Áp suất hơi càng cao, chất lỏng càng dễ bay hơi. Càng biến động, yếu hơn là lực liên kết của nó. Và do đó, sẽ cần ít nhiệt hơn để làm bay hơi nó đến điểm sôi bình thường của nó; đó là, nhiệt độ tại đó áp suất hơi và áp suất khí quyển được cân bằng, 760 torr hoặc 1atm.

Xem thêm:

Nhiệt của hơi nước

Các phân tử nước có thể hình thành các liên kết hydro nổi tiếng: H-O-H-OH2. Kiểu tương tác liên phân tử đặc biệt này, mặc dù yếu nếu xem xét ba hoặc bốn phân tử, nhưng cực kỳ mạnh khi nói về hàng triệu người trong số họ..

Nhiệt của hơi nước tại điểm sôi của nó là 2260 J / g hoặc 40,7 kJ / mol. Nó có nghĩa là gì? Điều đó làm bay hơi một gam nước ở 100 ° C, 2260J (hoặc 40,7kJ là cần thiết để làm bay hơi một mol nước, nghĩa là khoảng 18g).

Nước ở nhiệt độ cơ thể con người, 37 ° C, có ΔHvap cấp trên Tại sao? Bởi vì, như định nghĩa của nó nói, nước phải được làm nóng đến 37 CC cho đến khi đạt đến điểm sôi và bốc hơi hoàn toàn; do đó, ΔHvap nó lớn hơn (và thậm chí còn hơn thế khi nhiệt độ lạnh).

Của ethanol

ΔHvap của ethanol tại điểm sôi của nó là 855 J / g hoặc 39,3 kJ / mol. Lưu ý rằng nó thấp hơn nước, bởi vì cấu trúc của nó, CH3CH2OH, nó hầu như không thể tạo thành một cây cầu hydro. Tuy nhiên, nó tiếp tục nằm trong số các chất lỏng có điểm sôi cao nhất.

Acetone

ΔHvap của acetone là 521 J / g hoặc 29,1 kJ / mol. Vì nó phản ánh nhiệt hóa hơi của nó, nó là một chất lỏng dễ bay hơi hơn nhiều so với nước hoặc ethanol, và do đó, nó sôi ở nhiệt độ thấp hơn (56ºC).

Tại sao? Bởi vì các phân tử CH của nó3OCH3 chúng không thể tạo thành cầu hydro và chỉ có thể tương tác thông qua lực lưỡng cực - lưỡng cực.

Xyclohexan

Đối với xyclohexan, ΔH của nóvap là 358 J / g hoặc 30 kJ / mol. Bao gồm một vòng lục giác có công thức C6H12. Các phân tử của chúng tương tác bởi các lực phân tán từ London, bởi vì chúng là cực và không có thời điểm lưỡng cực.

Lưu ý rằng mặc dù nó nặng hơn nước (84g / mol so với 18g / mol), nhưng lực kết dính của nó thấp hơn.

Benzen

ΔHvap của benzen, vòng lục giác thơm có công thức C6H6, là 395 J / g hoặc 30,8 kJ / mol. Giống như cyclohexane, nó tương tác bởi các lực phân tán; nhưng, nó cũng có khả năng hình thành các lưỡng cực và di chuyển bề mặt của các vòng (nơi liên kết đôi của chúng được định vị) so với các liên kết khác.

Điều này giải thích tại sao là cực, và không nặng lắm, nó có ΔHvap tương đối cao.

Từ toluen

ΔHvap của toluene thậm chí còn cao hơn so với benzen (33,18 kJ / mol). Điều này là do thực tế là, ngoài các nhóm methyl đã nói ở trên, -CH3 họ hợp tác tại thời điểm lưỡng cực của toluene; lần lượt, chúng có thể tương tác bằng lực phân tán.

Từ hexan

Và cuối cùng, ΔHvap của hexan là 335 J / g hoặc 28,78 kJ / mol. Cấu trúc của nó là CH3CH2CH2CH2CH2CH3, đó là nói tuyến tính, không giống như của cyclohexane, đó là hình lục giác.

Mặc dù khối lượng phân tử của chúng khác nhau rất ít (86g / mol so với 84g / mol), cấu trúc tuần hoàn ảnh hưởng trực tiếp đến cách thức phân tử tương tác. Là một chiếc nhẫn, các lực lượng phân tán có hiệu quả hơn; trong khi đó trong cấu trúc tuyến tính của hexane, chúng lại "sai lầm" hơn.

Các giá trị của ΔHvap đối với hexane, chúng xung đột với acetone. Về nguyên tắc, hexane, vì nó có điểm sôi cao hơn (81ºC), nên có ΔHvap lớn hơn acetone, sôi ở 56 CC.

Sự khác biệt là acetone có một nhiệt dung cao hơn hexan. Điều này có nghĩa là, để làm nóng một gam acetone từ 30 ° C đến 56 ° C và làm bay hơi nó, nó cần nhiều nhiệt hơn so với nhiệt độ được sử dụng để làm nóng một gram hexane từ 30 ° C đến nhiệt độ sôi 68 ° C..

Tài liệu tham khảo

Gia sư. (2018). Entanpi của bay hơi. Lấy từ: chem.tutorevolutsionataizmama.comsta.comHóa học LibreTexts. (Ngày 3 tháng 4 năm 2018). Nhiệt hóa hơi Lấy từ: chem.libretexts.orgNgân hàng dữ liệu Dortmund. (s.f.). Nhiệt chuẩn hóa hơi của Cyclohexane. Lấy từ: ddbst.comChickos J.S. & Acree W. E. (2003). Entanpi sự bay hơi của các hợp chất hữu cơ và organometallic, 1880-2002. J. Vật lý Hóa học. Dữ liệu tham khảo, Tập 32, Số 2.Whites, Daevolutsionataizmama.coms, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập CENGAGE, trang 461-464.Học evolutsionataizmama.comện Khan. (2018). Nhiệt dung, nhiệt hóa hơi và mật độ của nước. Lấy từ: www.khanacademy.org