Innehåll
Kokpunkter för ämnen varierar beroende på deras struktur på molekylnivå. Var alla bekanta med kokpunkten för vatten vid standardtryck - 100 grader Celsius eller 212 grader Fahrenheit. Många av de ämnen som du tänker på som gaser är emellertid bara gaser eftersom kokpunkterna är långt under rumstemperatur. Även vissa ämnen som är vätskor vid rumstemperatur, som etanol, har lägre kokpunkter än vatten.
Atmosfär
Kväve (N2), koldioxid, syre (O2), helium, klor (Cl2) och väte är alla kända exempel på ämnen som kokar vid mycket lägre temperaturer än vatten. Flytande helium har den lägsta kokpunkten av alla - ungefär -452 grader Fahrenheit, endast 4,2 grader över absolut noll. Även om dessa ämnen kallas gaser, är det viktigt att komma ihåg att inget ämne kan definieras som en "gas" eller "vätska" förutom vid en specifik temperatur. Vätska, fast substans och gas är alla bara olika tillstånd av materie, och ett ämne kan bevara någon av dessa tre tillstånd, beroende på temperatur och tryck.
Icke-polära kolväten
Vatten har ett dipolmoment, vilket betyder att det är polärt eftersom det är svag partiell negativ laddning på syre och svag partiell positiv laddning på vätgas. Kolväteföreningar som de som finns i bensin är emellertid icke-polära. Interaktioner som kallas London-spridningskrafter håller samman icke-polära molekyler i den fasta eller flytande fasen; dessa Londonkrafter blir starkare när molekylernas storlek ökar. Följaktligen kokar många mindre icke-polära molekyler som komponenterna i bensin vid en lägre temperatur än vatten eftersom de intermolekylära interaktionerna är svagare.
alkoholer
Liksom vattenmolekyler är alkoholer polära och kan också bilda en speciell typ av bindning som kallas en vätebindning. Vattenmolekyler kan emellertid bilda två vätebindningar, medan en alkohol endast kan bilda en. Alkoholer tenderar att ha en högre kokpunkt än kolväten av samma storlek men en lägre kokpunkt än vatten. Det är hur du gör sprit som whisky: genom destillation för att öka etanolinnehållet.
Andra molekyler
Många andra molekyler har lägre kokpunkter än vatten. Ett anmärkningsvärt exempel är en klass av molekyler som kallas etrar, som har ett syre bundet till två kolatomer; de är något polära men inte lika polära som vatten eller alkoholer och kan inte bilda vätebindningar, så de har vanligtvis lägre kokpunkter. Ett annat exempel är ammoniak, som vanligtvis säljs löst i vatten. Det kokar under 0 grader Celsius och finns vid rumstemperatur som en gas, om än en som lätt upplöses.