Kokepunktdefinisjon

Kokepunktet til et stoff er definert som temperaturen ved hvilken damptrykket i likevekt med nevnte stoff i flytende tilstand blir lik det ytre trykket. Dette betyr at, i motsetning til det vi ble lært som barn, har ikke stoffer et eneste kokepunkt. For eksempel er kokepunktet til vann ikke alltid 100 °C, siden kokepunktet avhenger av trykket utenfor væsken.

Faktisk koker vann bare ved 100°C når det ytre trykket er nøyaktig 1 atm, og i motsetning til hva vi har blitt fortalt, er atmosfærisk trykk nesten aldri nøyaktig 1 atm, selv ved havnivå.

Hva er ikke kokepunktet?

Til tross for at vi allerede har avklart den virkelige definisjonen av kokepunktet til en væske, bør det bemerkes at det er en annen veldig utbredt definisjon, men det er imidlertid helt feil. Dette er ideen om at kokepunktet er temperaturen der en væske endres til en gassform eller temperaturen der faseendringen fra flytende tilstand til gassform oppstår.

Denne ideen er basert på hverdagserfaring, ifølge at når vannet varmes opp til kokepunktet, begynner det å koke og fortsetter til det er fullstendig fordampet. Det er imidlertid flere grunner til at disse observasjonene fører oss til feil konklusjon.

I det følgende vil vi forklare hvorfor denne definisjonen er feil, og også gi ytterligere to begreper knyttet til kokepunktet.

Koking vs. fordampning

Hovedårsaken til at mange har feil oppfatning om kokepunktet er fordi de forveksler koking med prosessen med fordampning eller fordamping. Faktisk involverer begge prosessene et trinn fra flytende tilstand til gassform. Imidlertid er hovedforskjellen at fordampning eller fordamping er en prosess som hele tiden skjer ved enhver temperatur. Fordampning er grunnen til at klær tørker ut etter vask bare ved å lufte dem ut. Som vi enkelt kan bekrefte, når ikke våte klær kokepunktet for vann når de tørkes i solen, og langt mindre i skyggen.

Fordampning anses generelt for å være et overflatefenomen, og det er grunnen til at vann fordamper raskere når det spres over en bred overflate enn når for eksempel samme mengde vann finnes i et glass.

På den annen side er kokeprosessen, forstått som øyeblikket der kokebrudd og bobler av vanndamp dannes i væsken, et massefenomen, ikke et overflatefenomen. Under koking dannes det dampbobler hvis indre trykk, som er lik atmosfærisk trykk, er i stand til å motstå trykket uten å kollapse. Faktisk er trykket til disse boblene faktisk litt høyere enn atmosfærisk trykk, siden det også må tåle trykket fra væskekolonnen over den.

Så under koking dannes det små fordampningslommer i hele væsken, noe som øker fordampningsprosessen som ellers bare ville skje ved overflaten.

normale og standard kokepunkter

Som vi nettopp har sett, varierer kokepunktet til en væske med trykket. Jo lavere det ytre trykket er, desto lavere er kokepunktet vanligvis, siden det kreves mindre temperaturøkning for at damptrykket skal nå det ytre trykket.

Men hvorfor sies det alltid at vann koker ved 100 °C? Og hvorfor kan vi finne hele tabeller der kokepunktene til forskjellige stoffer er rapportert?

Årsaken er at det er to tilleggsdefinisjoner av kokepunktet som refererer til verdier som er unike og karakteristiske for hvert stoff. Vi snakker om de normale og standard kokepunktene .

Definisjon av normalt kokepunkt

Normalkokepunktet er definert som kokepunktet til et stoff når det ytre trykket er 1 atm. Derfor, og gitt konseptet med kokepunktet som allerede er presentert, kan vi definere det normale kokepunktet som temperaturen der damptrykket til en væske blir lik 1 atm.

Det faktum at denne definisjonen spesifiserer trykket som kokepunktet bestemmes ved, sikrer at hvert stoff kun har ett normalt kokepunkt. Så når vi sier at kokepunktet til vann er 100 °C, gjør vi en feil. Vi bør si at det normale kokepunktet for vann er 100 °C. De aller fleste kokepunktene som vi finner i tabeller over fysiske og kjemiske egenskaper er faktisk normale kokepunkter.

Standard kokepunktdefinisjon

I mange år ble 1 atm ansett som standard atmosfærisk trykk. Atmosfæren som en trykkenhet har imidlertid noen ulemper knyttet til dens konvertering til forskjellige enhetssystemer, siden den ikke tilsvarer et integrert multiplum eller submultippel av noen av trykkenhetene til de andre enhetssystemene. For eksempel er 1 atm lik 101,325 eller 1,01325. 10 ⁵ Pa. På den annen side er stangen en trykkenhet hvis verdi er veldig lik den for 1 atmosfære, men som representerer nøyaktig 100 000 eller 10 5 Pa , ^som er trykkenheten i det internasjonale enhetssystemet.

Med tanke på den lille forskjellen og fordelene ved å bruke stangen i stedet for atmosfæren, anses standardtrykket nå til å være 1 bar, og trykket på 1 atm ble omdøpt til normalt trykk. Mange av egenskapene som tidligere ble målt ved 1 atm trykk er nå rapportert til 1 bar og omtales ofte som standard mengder. Når det er sagt, er standardkokepunktet definert som kokepunktet til et stoff ved et trykk på 1 bar eller 10 5 ^Pa . Dette er det samme som å si at standardkokepunktet er temperaturen der damptrykket til et stoff når 1 bar.

Referanser

spesialiserte ordlister. (2017, 12. juni). Normalt kokepunkt [Normalt kokepunkt] (kjemi) . https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

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

STREPHONSIGER. (nd). Forskjellen mellom normalt kokepunkt og standard kokepunkt . https://en.strephonsays.com/normal-boiling-point-and-standard-boiling-point-11457