Kemia

Ebulioskopia (jatkuu)


Vaihekaavio

Vaihekaavio on kuvaajan nimi, joka sisältää samanaikaisesti tietyn kemikaalin kiehumis-, kiinteytymis- ja sublimoitumislämpötilojen käyrät höyrynpaineen funktiona.

Jokaisella aineella on vaihekaavio, kolmipiste (T) ja käyrät.

Vaihekaaviossa voimme varmistaa, että:

- kolmipisteessä tasapainon kolme vaihetta esiintyvät rinnakkain;
- Jähmettymiskäyrässä kiinteä faasi ja nestemäinen faasi esiintyvät samanaikaisesti;
- sublimaatiokäyrässä kiinteä faasi ja höyryfaasi esiintyvät rinnakkain;
- Kiehumiskäyrässä nestemäinen faasi ja höyryfaasi esiintyvät samanaikaisesti.


lähde: profpc.com.br/coligativas_properties.htm

Edelleen vaihekaavion suhteen:

- mikä tahansa jähmettymis- ja sublimaatiokäyrien vasemmalla puolella oleva alue esiintyy vain kiinteässä faasissa;
- jokaisella alueella jähmettymis- ja kiehumiskäyrien välillä on vain nestefaasi;
- Jokainen kiehumis- ja sublimaatiokäyrien oikealla puolella oleva alue esiintyy vain höyryfaasissa.

Vaihekaavio selittää monia ilmiöitä, joita tapahtuu jokapäiväisessä elämässämme. Luistelu on esimerkki. Luistelu jäällä on helpompaa, koska koskettamalla jäätä se puristuu ja jää sulaa hetkellisesti nesteeksi. Kun paine on poistunut, siitä tulee taas jäätä.

Hiilidioksidin (CO2) jäätelön säilyttämiseksi on myös esimerkki vaihekaavion hyödyllisyydestä. 1 atm: n paineessa se siirtyy suoraan kiinteästä kaasuun lämpötilassa 78 ° C nollan alapuolella. Siksi sitä käytetään kuivana jäänä. Se ei muutu nesteeksi, se menee suoraan kaasufaasiin huoneenlämpötilassa.

Yksinkertaiset aineet, jotka kärsivät ilmiöistä, kuten Allotropia myös niiden vaihekaavio. Tämä koskee hiiltä, ​​jolla on allotrooppeja, joilla on erilaiset geometriset muodot, grafiittihiiltä ja timanttihiiltä.

Nyt tiedetään, että on mahdollista muuttaa grafiitti timanteiksi hiilifaasikaavion perusteella tehtyjen tutkimusten mukaan.

Grafiitista voidaan muuttaa kromikatalysoitu timantti lämpötilassa 2000 ° C ja paineessa 100 millilitraa atm (vastaa maanalaista painetta 33 km syvyydessä). Tämä prosessi voidaan suorittaa erikoistuneissa laboratorioissa (jopa Brasiliassa), ja se vie noin 5 minuuttia.

  
Grafiittihiili ja timanttihiili

Jäätymispiste

Jotta aine siirtyisi nestemäisestä kiinteään faasiin, sen molekyylien on menettävä kineettinen energia (liikeenergia).

Sitten lämpötilan on oltava laskussa. Muista, että lämpötila liittyy molekyylien ravistamiseen.

Aineista, joilla on samantyyppinen molekyylien välinen sidos, jähmettymispiste on alempi siinä, jolla on pienin moolimassa. Tämä johtuu siitä, että mitä pienempi aineen moolimassa on, sitä suurempi on sen molekyylien liikkuvuus (kineettinen energia).

Tässä on joitain kiinteytymispisteitä:

aine

PS (° C)

Molaarinen massa (g / mol)

n-pentaania

-129,7

72

n-heksaani

-95

86

propanonia

-94

58

etikkahappo

16,6

60

Eri molekyylien välisten sidosten molekyyleissä kiinteytymispiste on alempi aineissa, joilla on heikoin sidos.

Siksi etikkahapossa on korkeampi PS kuin muilla esitetyillä aineilla. Sillä on vety-silta molekyylien välisiä sidoksia, mikä on vahvin sidoksista.