水、エタノール、アセトン、シクロヘキサンの気化熱



の 熱気化 または蒸発エンタルピーは、液体物質1グラムが一定温度の沸点で吸収しなければならないエネルギーです。すなわち、液相から気相への移行を完了させる。通常、単位はj / gまたはcal / gです。そして私達が気化のモルエンタルピーについて話すときkJ / molで、.

この概念は見た目よりも日常的です。例えば、蒸気機関車などの多くの機械は、水蒸気によって放出されたエネルギーのおかげで動作します。下の画像のように、地球の表面では、大量の蒸気が空に向かって上昇しています。.

また、皮膚上の汗の気化は運動エネルギーの喪失のために冷やされるかまたはさわやかになる。これは温度の低下につながります。それが汗の滴の水蒸気をより速く取り除くので、そよ風が吹くとき、新鮮さの感覚は増します.

気化熱は、物質の量だけでなく、その化学的性質にも左右されます。特に分子構造、および存在する分子間相互作用のタイプ.

索引

  • 1それは何で構成されていますか？?
    • 1.1平均運動エネルギー
    • 1.2蒸気圧
  • 2水の気化熱
  • 3エタノール
  • 4アセトン
  • 5シクロヘキサン
  • 6ベンゼン
  • 7トルエン
  • 8ヘキサン
  • 9参考文献

それは何で構成されていますか？?

気化熱（ΔH）バップ）は液体の凝集力を反映する物理量です。凝集力は分子（または原子）を液相中に一緒に保持するものとして理解される。例えば、揮発性液体は弱い凝集力を持っています。水のそれらは非常に強いですが.

ある液体が他の液体よりも揮発性が高いという事実と、そのために、その沸点で完全に蒸発するのにより多くの熱が必要なのはなぜでしょうか。その答えは分子間相互作用またはファンデルワールス力にあります.

物質の分子構造および化学的性質によって、その分子間相互作用、およびその凝集力の大きさが異なります。それを理解するには、異なる物質をΔHで分析する必要がありますバップ 違う.

平均運動エネルギー

液体内の凝集力はそれほど強くはなり得ず、そうでなければその分子は振動しないであろう。ここで、「振動する」とは、液体中の各分子の自由でランダムな運動を意味します。他のものより遅くなったり速くなったりするものもあります。つまり、それらすべてが同じ運動エネルギーを持っているわけではありません。.

したがって、の話があります 平均運動エネルギー 液体のすべての分子のために。十分に速いそれらの分子はそれを液体中に保持する分子間力を克服することができそして気相に逃げるであろう。さらに、これらが表面にある場合.

高い運動エネルギーを有する第１の分子Ｍが脱出すると、やはり平均運動エネルギーが推定される。.

なんで？より速い分子が気相に逃げるにつれて、より遅い分子は液体中に残るからである。より大きな分子の遅さは冷却に等しい.

蒸気圧

M分子が気相に逃げると、それらは液体正弦波に戻ることができます。ただし、液体が環境にさらされると、必然的にすべての分子が脱出する傾向があり、蒸発があったと言われます。.

液体が密閉容器内に保持されている場合、液 - 気平衡が確立され得る。つまり、気体分子が出る速度はそれらが入る速度と同じになります。.

この平衡状態において気体分子が液体の表面に及ぼす圧力は蒸気圧として知られている。容器が開いている場合、圧力は閉じた容器の液体に作用する圧力に比べて低くなります.

蒸気圧が高いほど、液体はより揮発性になります。より揮発性であるので、より弱いのはその凝集力です。それゆえ、それをその通常の沸点まで蒸発させるのに必要な熱はより少ないであろう。すなわち、蒸気圧と大気圧が等しくなる温度、760トルまたは1気圧.

水の気化熱

水分子は有名な水素結合を形成することができます：H-O-H-OH2. この特殊な種類の分子間相互作用は、3つまたは4つの分子を考慮すると弱いですが、何百万もの分子と言えば非常に強いです。.

沸点での水の蒸発熱は 2260 J / gまたは40.7 kJ / mol. どういう意味ですか？ 1グラムの水を100℃で蒸発させるには、2260J（1モルの水を蒸発させるには40.7kJ、つまり約18g）が必要です。.

人体の温度37℃の水のΔHはバップ 優れたなんで？その定義が言うように、水は沸点に達しそして完全に蒸発するまで37℃に加熱されなければならないからです。したがって、ΔHバップ それは大きいです（そしてそれはそれが寒い温度になるともっとそうです）.

エタノールの

ΔHバップ エタノールの沸点は８５５Ｊ ／ ｇまたは３９．３ｋＪ ／ ｍｏｌである。その構造はCHであるため、水より低いことに注意してください。3CH2OH、それは水素橋をかろうじて形成することができます。しかし、それは最高の沸点を持つ液体の中にあり続けます.

アセトンの

ΔHバップ アセトンの当量は５２１Ｊ ／ ｇまたは２９．１ｋＪ ／ ｍｏｌである。気化熱を反映しているため、水やエタノールよりもはるかに揮発性の高い液体であるため、低温（56ºC）で沸騰します。.

なんで？そのCH分子3OCH3 それらは水素架橋を形成することはできず、双極子 - 双極子力を介してのみ相互作用することができる。.

シクロヘキサンの

シクロヘキサンの場合、そのΔHバップ ３５８Ｊ ／ ｇまたは３０ｋＪ ／ ｍｏｌである。式Cの六角形の環からなる6H12年. それらは無極性で双極子モーメントを欠いているので、それらの分子はロンドンからの分散力によって相互作用する.

それは水より重い（84g / mol vs 18g / mol）が、その凝集力は低いことに注意してください。.

ベンゼンの

ΔHバップ 式Cのベンゼン、芳香族六方環の合成6H6, は３９５Ｊ ／ ｇまたは３０．８ｋＪ ／ ｍｏｌである。シクロヘキサンのように、それは分散力によって相互作用します。しかし、双極子を形成し、環の表面（二重結合が非局在化している場合）を他のものよりも再配置することも可能です。.

これは、非極性であり、あまり重くないのがなぜΔHを持つのかを説明していますバップ 比較的高い.

トルエンから

ΔHバップ トルエンのそれはベンゼンのそれ（33.18 kJ / mol）よりもさらに高い。これは、今述べたことに加えて、そのメチル基、-CHが理由である3 彼らはトルエンの双極子の瞬間に協力します。順番に、彼らは分散力によって相互作用することができます.

ヘキサンから

そして最後に、ΔHバップ ヘキサンのδは３３５Ｊ ／ ｇまたは２８．７８ｋＪ ／ ｍｏｌである。その構造はCHです3CH2CH2CH2CH2CH3, それは六角形であるシクロヘキサンのそれとは異なり、線形を言うことです.

それらの分子量はほんの少しだけ異なるが（８６ｇ ／ ｍｏｌ対８４ｇ ／ ｍｏｌ）、環状構造は分子が相互作用する方法に直接影響を与える。リング状であるため、分散力はより効果的です。一方、ヘキサンの線状構造では、それらはより「誤った」ものです。.

ΔHの値バップ ヘキサンに関しては、それらはアセトンのそれらと対立する。原則として、ヘキサンはより高い沸点（81ºC）を持つので、ΔHを持つべきですバップ 56℃で沸騰するアセトンよりも大きい.

違いは、アセトンには 熱容量 ヘキサンより高い。これは、アセトン1グラムを30℃から56℃に加熱して蒸発させるためには、ヘキサン1グラムを30℃からその沸点68℃まで加熱するのに使用されるよりも多くの熱を必要とすることを意味する。.

参考文献

  1. TutorVista （２０１８）。気化エンタルピー以下から取得しました：chemistry.tutorvista.com
  2. 化学ライブラリテキスト。 （2018年4月3日）気化熱取得元：chem.libretexts.org
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  4. チコスJ.S ＆Ａｃｒｅｅ Ｗ．Ｅ．（２００３）。有機および有機金属化合物の蒸発のエンタルピー、1880-2002。 J. Phys。Chem。Ref。Data、第32巻、第2号.
  5. ホワイト、デイビス、ペック、スタンレー。化学（第8版）。 CENGAGEラーニング、p 461-464.
  6. カーンアカデミー。 （２０１８）。熱容量、蒸発熱および水の密度取得元：www.khanacademy.org