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    Cómo racionalizar la diferencia en los puntos de ebullición

    Habrá notado que las diferentes sustancias tienen puntos de ebullición muy variables. El etanol, por ejemplo, hierve a una temperatura más baja que el agua. El propano es un hidrocarburo y un gas, mientras que la gasolina, una mezcla de hidrocarburos, es un líquido a la misma temperatura. Puede racionalizar o explicar estas diferencias pensando en la estructura de cada molécula. En el proceso, obtendrá nuevos conocimientos sobre la química diaria.

    Piense en lo que mantiene unidas las moléculas en un sólido o un líquido. Todos ellos tienen energía: en un sólido, vibran u oscilan y en un líquido se mueven uno alrededor del otro. Entonces, ¿por qué no se separan como las moléculas de un gas? No es solo porque experimentan presión del aire circundante. Claramente, las fuerzas intermoleculares los mantienen juntos.

    Recuerde que cuando las moléculas en un líquido se liberan de las fuerzas que las mantienen juntas y escapan, forman un gas. Pero también sabes que superar esas fuerzas intermoleculares requiere energía. En consecuencia, cuantas más moléculas de energía cinética tenga ese líquido, cuanto más alta sea la temperatura, en otras palabras, cuantos más puedan escapar y más rápido se evaporará el líquido.

    A medida que aumente la temperatura , eventualmente llegarás a un punto donde las burbujas de vapor comienzan a formarse debajo de la superficie del líquido; en otras palabras, comienza a hervir. Cuanto más fuertes sean las fuerzas intermoleculares en el líquido, mayor será el calor y mayor será el punto de ebullición.

    Recuerde que todas las moléculas experimentan una atracción intermolecular débil llamada la fuerza de dispersión de Londres. Las moléculas más grandes experimentan fuerzas de dispersión de Londres más fuertes, y las moléculas en forma de barra experimentan fuerzas de dispersión de Londres más fuertes que las moléculas esféricas. Propano (C3H8), por ejemplo, es un gas a temperatura ambiente, mientras que el hexano (C6H14) es un líquido; ambos están hechos de carbono e hidrógeno, pero el hexano es una molécula más grande y experimenta fuerzas de dispersión de Londres más fuertes.

    Recuerde que algunas moléculas son polares, lo que significa que tienen una carga negativa parcial en una región y una carga positiva parcial en otra. Estas moléculas se atraen débilmente entre sí, y este tipo de atracción es un poco más fuerte que la fuerza de dispersión de Londres. Si todo lo demás permanece igual, una molécula más polar tendrá un punto de ebullición más alto que uno no polar. El o-diclorobenceno, por ejemplo, es polar, mientras que el p-diclorobenceno, que tiene el mismo número de átomos de cloro, carbono e hidrógeno, es no polar. En consecuencia, el o-diclorobenceno tiene un punto de ebullición de 180 grados Celsius, mientras que el p-diclorobenceno hierve a 174 grados Celsius.

    Recuerde que las moléculas en las que el hidrógeno está unido al nitrógeno, flúor u oxígeno pueden formar interacciones llamadas enlaces de hidrógeno . Los enlaces de hidrógeno son mucho más fuertes que las fuerzas de dispersión de Londres o la atracción entre las moléculas polares; donde están presentes, dominan y elevan sustancialmente el punto de ebullición.

    Tome agua, por ejemplo. El agua es una molécula muy pequeña, por lo que sus fuerzas en Londres son débiles. Debido a que cada molécula de agua puede formar dos enlaces de hidrógeno, sin embargo, el agua tiene un punto de ebullición relativamente alto de 100 grados Celsius. El etanol es una molécula más grande que el agua y experimenta fuerzas de dispersión de Londres más fuertes; dado que tiene solo un átomo de hidrógeno disponible para enlaces de hidrógeno, sin embargo, forma menos enlaces de hidrógeno. Las fuerzas más grandes de Londres no son suficientes para compensar la diferencia, y el etanol tiene un punto de ebullición más bajo que el agua.

    Recuerde que un ion tiene una carga positiva o negativa, por lo que se atrae hacia los iones con carga opuesta. La atracción entre dos iones con cargas opuestas es muy fuerte, mucho más fuerte que la de hidrógeno. Son estas atracciones iónicas las que mantienen unidos los cristales de sal. Probablemente nunca haya tratado de hervir agua salada, lo cual es bueno porque la sal hierve a más de 1.400 grados Celsius.

    Clasifique las fuerzas interiónicas e intermoleculares en orden de resistencia, de la siguiente manera:

    Ion-ion (atracciones entre iones) Enlace de hidrógeno Ion-dipolo (un ion atraído a una molécula polar) Dipole-dipolo (dos moléculas polares atraídas entre sí) Fuerza de dispersión de Londres

    Tenga en cuenta que la fuerza de la las fuerzas entre las moléculas en un líquido o un sólido es la suma de las diferentes interacciones que experimentan.

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