Kogepunkt definition

Et stofs kogepunkt er defineret som den temperatur, ved hvilken damptrykket i ligevægt med stoffet i flydende tilstand bliver lig med det ydre tryk. Det betyder, at i modsætning til det, vi blev undervist som børn, har stoffer ikke et enkelt kogepunkt. For eksempel er vands kogepunkt ikke altid 100 °C, da kogepunktet afhænger af trykket uden for væsken.

Faktisk koger vand kun ved 100°C, når det ydre tryk er præcis 1 atm, og i modsætning til hvad vi har fået at vide, er atmosfærisk tryk næsten aldrig præcis 1 atm, selv ved havoverfladen.

Hvad er ikke kogepunkt?

På trods af at vi allerede har klarlagt den egentlige definition af kogepunktet for en væske, skal det bemærkes, at der er en anden meget udbredt definition, men det er dog helt forkert. Dette er ideen om, at kogepunktet er den temperatur, ved hvilken en væske skifter til en gasformig tilstand eller den temperatur, ved hvilken faseændringen fra den flydende tilstand til den gasformige tilstand forekommer.

Denne idé er baseret på hverdagserfaring, ifølge hvilken, når vandet opvarmes til kogepunktet, begynder det at koge og fortsætter, indtil det er fuldstændigt fordampet. Der er dog flere grunde til, at disse observationer fører os til den forkerte konklusion.

I det følgende vil vi forklare, hvorfor denne definition er forkert, og også give to yderligere begreber relateret til kogepunktet.

Kogning vs. fordampning

Hovedårsagen til, at mange mennesker har den forkerte idé om kogepunktet, er, fordi de forveksler kogning med processen med fordampning eller fordampning. Faktisk involverer begge processer et trin fra den flydende tilstand til den gasformige tilstand. Den største forskel er dog, at fordampning eller fordampning er en proces, der konstant finder sted ved enhver temperatur. Fordampning er årsagen til, at tøj tørrer ud efter vask blot ved at lufte det ud. Som vi nemt kan verificere, når vådt tøj ikke kogepunktet for vand, når det tørrer i solen, meget mindre i skyggen.

Fordampning anses generelt for at være et overfladefænomen, hvorfor vand fordamper hurtigere, når det spredes over en bred overflade, end når den samme mængde vand f.eks. er indeholdt i et glas.

På den anden side er kogeprocessen, forstået som det øjeblik, hvor kogebrud og bobler af vanddamp dannes i væsken, et massefænomen, ikke et overfladefænomen. Under kogning dannes dampbobler, hvis indre tryk, der er lig med atmosfæretryk, er i stand til at modstå trykket uden at kollapse. Faktisk er trykket af disse bobler faktisk lidt højere end atmosfærisk tryk, da det også skal modstå trykket fra væskesøjlen over den.

Så under kogningen dannes der små fordampningslommer i hele væsken, hvilket i høj grad fremskynder fordampningsprocessen, som ellers kun ville forekomme ved overfladen.

normale og standard kogepunkter

Som vi lige har set, varierer kogepunktet for en væske med trykket. Jo lavere det ydre tryk er, jo lavere er kogepunktet normalt, da der kræves mindre temperaturstigning for at damptrykket kan nå det ydre tryk.

Men hvorfor siges man så altid, at vand koger ved 100 °C? Og hvorfor kan vi finde hele tabeller, hvor forskellige stoffers kogepunkter er rapporteret?

Årsagen er, at der er to yderligere definitioner af kogepunktet, der refererer til værdier, der er unikke og karakteristiske for hvert stof. Vi taler om de normale og standard kogepunkter .

Definition af normalt kogepunkt

Normalkogepunktet er defineret som kogepunktet for et stof, når det ydre tryk er 1 atm. Derfor, og givet begrebet kogepunkt allerede præsenteret, kan vi definere det normale kogepunkt som den temperatur, ved hvilken damptrykket af en væske bliver lig med 1 atm.

Det faktum, at denne definition specificerer det tryk, ved hvilket kogepunktet bestemmes, sikrer, at hvert stof kun har ét normalt kogepunkt. Så når vi siger, at kogepunktet for vand er 100 °C, tager vi fejl. Vi bør sige, at det normale kogepunkt for vand er 100 °C. Langt de fleste kogepunkter, som vi finder i tabeller over fysiske og kemiske egenskaber, er faktisk normale kogepunkter.

Standard kogepunkt definition

I mange år blev 1 atm betragtet som standard atmosfærisk tryk. Atmosfæren som en trykenhed frembyder imidlertid nogle ulemper relateret til dens omdannelse til forskellige enhedssystemer, eftersom den ikke svarer til et integreret multiplum eller submultipel af nogen af ​​trykenhederne i de andre enhedssystemer. For eksempel er 1 atm lig med 101,325 eller 1,01325. 10 ⁵ Pa. På den anden side er baren en trykenhed, hvis værdi er meget lig værdien af ​​1 atmosfære, men som repræsenterer nøjagtigt 100.000 eller 10 5 Pa , ^som er trykenheden i det internationale system af enheder.

I lyset af den lille forskel og fordelene ved at bruge baren i stedet for atmosfæren, anses standardtrykket nu for at være 1 bar, og trykket på 1 atm blev omdøbt til normaltryk. Mange af de egenskaber, der tidligere blev målt ved 1 atm tryk, rapporteres nu ved 1 bar og omtales ofte som standardmængder. Når det er sagt, er standardkogepunktet defineret som kogepunktet for et stof ved et tryk på 1 bar eller 10 5 ^Pa . Dette er det samme som at sige, at standardkogepunktet er den temperatur, ved hvilken et stofs damptryk når 1 bar.

Referencer

specialiserede ordlister. (2017, 12. juni). Normalt kogepunkt [Normalt kogepunkt] (Kemi) . https://glosarios.servor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

Ondarse Álvarez, D. (2021, 15. juli). Kogepunkt – Koncept, hvordan det beregnes og eksempler . Koncept. https://concepto.de/punto-de-ebullicion/

STREPHONSAYS. (nd). Forskellen mellem normalt kogepunkt og standardkogepunkt . https://en.strephonsays.com/normal-boiling-point-and-standard-boiling-point-11457