揮発性の定義

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揮発性物質と は、室温で蒸気圧が高い固体または液体のことで、すぐに蒸発します。一般的に揮発性物質は、漏れないように気密容器に保管する必要があります。

私たちが常にさらされている多くの揮発性物質があります。例えば、マニキュアを作る有機溶剤は常に揮発性物質です。実際、エナメル質の速乾性を保証する急速な蒸発のために、それらは溶媒として正確に選択されます.

ハイオクガソリンなどの一部の燃料は、かなり揮発性があります。蒸気圧が非常に高く、自然に昇華する固体物質の例もあります。

揮発性固体

揮発性物質の特徴

  • それらは高い蒸気圧を持っています。
  • それらは沸点が低い。
  • 一般に、それらは相互作用の分子間力が低いため、互いに強く結合しません。
  • それらは通常、極性分子ではなく、互いに水素結合を形成することもできません。
  • 一般に、それらは低分子量です。
  • ほとんどは室温で液体ですが、固体のものもあります。

蒸気圧と蒸発率

化学における揮発性の概念は、蒸気圧と関係があります。蒸気圧は、液相または固相と動的平衡状態にある気相中の物質の圧力として定義されます

蒸気圧は、物質が蒸発する速度の尺度であり、蒸発速度と等しくなるまで凝縮または堆積の速度を上げるために必要な圧力を示します。非常に高い圧力が必要な場合 (つまり、蒸気圧が高い場合) は、蒸発率が高いため、高い凝縮率が必要であることを意味します。

揮発性物質の例

エチルエーテル – C 2 H 5 OC 2 H 5

一般に、エーテルは非常に揮発性の化合物です。それらの中で最も単純なジメチルエーテルは、室温では液体ではなく気体です。しかしエチルエーテルは液体で、約0.7気圧(ほぼ大気圧)の圧力を持っています。約 0.3 気圧だけ大きくなれば、室温でも気体になります。

固体ヨウ素 – I 2

固体ヨウ素は、揮発性固体として科学界に受け入れられています。実際、このハロゲンは溶けるのではなく昇華し、ヨウ素を含む密閉容器では、ガス状のヨウ素が小さな紫色の雲として見えます。しかし、ヨウ素の蒸気圧は 20℃で 0.027 kPa (0.000266 atm) しかありません。この圧力は、ほとんどの液体の蒸気圧のほんの一部です。それにもかかわらず、ヨウ素は揮発性固体と見なされます。これは、小さいように見えるかもしれませんが、実際には蒸気圧が大多数の固体の蒸気圧よりもはるかに高いためです。

石油エーテル

その名前にもかかわらず、石油エーテルは実際には化学的な観点からはエーテルではありません。それは、複数の短鎖炭化水素を含む石油蒸留の非常に軽く揮発性の高い (したがって、その名前は「上層空気」を意味する) 留分です。沸点は常に30~60℃の範囲にあるので、常温ではほぼ気体です。

液体臭素 – Br 2

臭素 (Br 2 ) は揮発性の高い液体ハロゲンです。その蒸気圧は 0.30 気圧であり、適切に密閉された容器に保管しない限り、すぐに蒸発します。

無水メタノール – CH 3 OH

ある場合にはジェット燃料として、またある場合にはレースカーの燃料として使用されますが、最も単純なアルコールは蒸気圧が非常に高く、かなり揮発性の液体になります。37.8℃の温度で、その蒸気圧は 0.32 気圧です。

ガス

これは、主に異なるオクタン異性体 (8 個の炭素原子を持つアルカン) を含むアルカンの複雑な混合物です。ガソリンの蒸気圧は0.60気圧台と非常に高いです。

電子回路クリーナースプレー

これらは、石油蒸留物 (ヘプタン、プロパン、シクロヘキサンなどのアルカンを含む) と、エタノール、イソプロパノール、ミネラル スピリットなどの低分子量アルコールを含む揮発性有機化合物の混合物です。混合物の蒸気圧は約 1 mmHg であるため、洗浄する回路に噴霧した後、非常に急速に蒸発します。

六フッ化タングステン – WCl 6

この化合物は融点がわずか2.3℃、沸点がわずか17.1℃なので、厳密には標準温度25℃で固体でも液体でもありませんが、非常に揮発性の高い物質です。実際、これは既知の最も重いガスの 1 つです。ただし、液体と固体の両方が 20 ℃ で非常に高い蒸気圧を持ち、大気圧を超えます (これが、その温度で気体である理由です)。

ヘキサカルボニルタングステン – W(CO) 6

これは、先ほど示した六フッ化物の重い従兄弟です。67 ºC でのこの化合物の蒸気圧は、室温での固体ヨウ素の蒸気圧のほぼ 5 倍です。この化合物も、標準圧力下で融解する代わりに昇華します。

揮発性と温度

ヘアドライヤーが熱風を吹き付ける理由は、熱が水分の蒸発を促進するためです。これは、温度が高いほど、水の揮発性が高くなることを意味します。これはほとんどの物質で起こり、その理由は温度が高いほど蒸気圧が高くなるためです。実際、温度が大幅に上昇すると、蒸気圧が大気圧と等しくなり、沸点 (液体の場合) または昇華点 (液体の場合) に達します。固体)。

参考文献

ガスパー、DJ、フィリップス、SD、ポリカルポフ、E.、アルブレヒト、KO、ジョーンズ、SB、ジョージ、A.、. . . ベイズ、J.T. (2019)。酸素化物を含むガソリンの蒸気圧の測定と予測。燃料243、630–644https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.01.137

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Vernon、AA(1937)。気相における六塩化タングステンの蒸気圧と解離1。アメリカ化学会誌59 (10)、1832–1833。https://doi.org/10.1021/ja01289a013

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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