Panas penguapan dalam apa yang terkandung, air, etanol, aseton, sikloheksana

itu penguapan panas atau entalpi penguapan adalah energi yang harus diserap satu gram zat cair pada titik didihnya pada suhu konstan; yaitu, selesaikan transisi dari fase cair ke fase gas. Biasanya dinyatakan dengan satuan j / g atau cal / g; dan dalam kJ / mol, ketika kita berbicara tentang entalpi molar penguapan.

Konsep ini lebih sehari-hari daripada yang terlihat. Misalnya, banyak mesin, seperti kereta uap, beroperasi berkat energi yang dikeluarkan oleh uap air. Di permukaan bumi, massa besar uap terlihat naik ke langit, seperti pada gambar di bawah.

Juga, penguapan keringat pada kulit mendingin atau menyegarkan karena hilangnya energi kinetik; yang diterjemahkan menjadi penurunan suhu. Sensasi kesegaran meningkat ketika angin berhembus, karena ia menghilangkan lebih cepat uap air dari tetesan keringat.

Panas penguapan tidak hanya bergantung pada jumlah zat, tetapi pada sifat kimianya; khususnya, dari struktur molekul, dan jenis interaksi antar molekul hadir.

Indeks

• 1 Terdiri dari apakah itu??
  • 1.1 Energi kinetik rata-rata
  • 1.2 Tekanan uap
• 2 Panas penguapan air
• 3 Etanol
• 4 Aseton
• 5 Sikloheksana
• 6 Dari benzena
• 7 Toluene
• 8 Hexane
• 9 Referensi

Terdiri dari apa itu??

Panas penguapan (ΔH_uap) adalah variabel fisik yang mencerminkan kekuatan kohesi cairan. Gaya kohesi dipahami sebagai kekuatan yang mengikat molekul (atau atom) bersama-sama dalam fase cair. Cairan yang mudah menguap, misalnya, memiliki kekuatan kohesi yang lemah; sedangkan airnya sangat kuat.

Mengapa fakta bahwa satu cairan lebih mudah menguap daripada yang lain dan karena itu, perlu lebih banyak panas untuk menguap sepenuhnya pada titik didihnya? Jawabannya terletak pada interaksi antarmolekul atau kekuatan Van der Waals.

Bergantung pada struktur molekul dan identitas kimianya, interaksi antarmolekulnya bervariasi, demikian pula besarnya kekuatan kohesinya. Untuk memahaminya, berbagai zat harus dianalisis dengan ΔH_uap berbeda.

Energi kinetik rata-rata

Kekuatan kohesi dalam cairan tidak bisa sangat kuat, jika tidak, molekulnya tidak akan bergetar. Di sini, "bergetar" mengacu pada gerakan bebas dan acak dari masing-masing molekul dalam cairan. Beberapa berjalan lebih lambat, atau lebih cepat dari yang lain; artinya, tidak semuanya memiliki energi kinetik yang sama.

Karena itu, ada pembicaraan tentang a energi kinetik rata-rata untuk semua molekul cairan. Molekul-molekul yang cukup cepat akan mampu mengatasi gaya antarmolekul yang menahannya dalam cairan, dan akan lolos ke fase gas; bahkan lebih, jika ini ada di permukaan.

Setelah molekul M pertama dengan energi kinetik tinggi telah lolos, sekali lagi energi kinetik rata-rata diperkirakan..

Mengapa Karena semakin cepat molekul keluar ke fase gas, molekul yang lebih lambat tetap berada dalam cairan. Kelambatan molekul yang lebih besar sama dengan pendinginan.

Tekanan uap

Saat molekul M lolos ke fase gas, mereka dapat kembali ke sinus cair; Namun, jika cairan tersebut terpapar ke lingkungan, mau tidak mau semua molekul akan cenderung lepas dan dikatakan ada penguapan..

Jika cairan disimpan dalam wadah yang tertutup rapat, keseimbangan gas-cair dapat terbentuk; dengan kata lain, kecepatan molekul gas meninggalkan akan sama dengan yang mereka masukkan.

Tekanan yang diberikan oleh molekul gas pada permukaan cairan dalam keseimbangan ini dikenal sebagai tekanan uap. Jika wadah terbuka, tekanan akan lebih rendah dibandingkan dengan yang bekerja pada cairan wadah tertutup.

Semakin tinggi tekanan uap, semakin mudah menguap cairan. Menjadi lebih stabil, yang lebih lemah adalah kekuatan kohesi. Dan karena itu, lebih sedikit panas yang diperlukan untuk menguapkannya ke titik didih normal; yaitu, suhu di mana tekanan uap dan tekanan atmosfer disamakan, 760 torr atau 1atm.

Panas penguapan air

Molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen yang terkenal: H-O-H-OH₂. Jenis interaksi antar molekul khusus ini, meskipun lemah jika tiga atau empat molekul dipertimbangkan, sangat kuat ketika berbicara tentang jutaan molekul..

Panas penguapan air pada titik didihnya adalah 2260 J / g atau 40,7 kJ / mol. Apa artinya Bahwa untuk menguapkan satu gram air pada 100 ° C, 2260J (atau 40,7 kJ diperlukan untuk menguapkan satu mol air, yaitu sekitar 18g).

Air pada suhu tubuh manusia, 37 ° C, memiliki ΔH_uap unggul Mengapa Karena, seperti yang dikatakan oleh definisi, air harus dipanaskan hingga 37ºC hingga mencapai titik didihnya dan menguap sepenuhnya; oleh karena itu, ΔH_uap itu lebih besar (dan bahkan lebih lagi ketika datang ke suhu dingin).

Dari etanol

ΔH_uap etanol pada titik didihnya adalah 855 J / g atau 39,3 kJ / mol. Perhatikan bahwa lebih rendah dari air, karena strukturnya, CH₃CH₂OH, hampir tidak dapat membentuk jembatan hidrogen. Namun, itu terus menjadi salah satu cairan dengan titik didih tertinggi.

Dari aseton

ΔH_uap dari aseton adalah 521 J / g atau 29,1 kJ / mol. Karena memantulkan panas penguapannya, itu adalah cairan yang jauh lebih mudah menguap daripada air atau etanol, dan karenanya, mendidih pada suhu yang lebih rendah (56ºC).

Mengapa Karena molekul CH-nya₃OCH₃ mereka tidak dapat membentuk jembatan hidrogen dan hanya dapat berinteraksi melalui kekuatan dipol-dipol.

Dari sikloheksana

Untuk cyclohexane, itu ΔH_uap adalah 358 J / g atau 30 kJ / mol. Terdiri dari cincin heksagonal dengan rumus C₆H₁₂. Molekul mereka berinteraksi dengan gaya dispersi dari London, karena mereka adalah apolar dan kurang momen dipol.

Perhatikan bahwa meskipun lebih berat dari air (84g / mol vs 18g / mol), gaya kohesinya lebih rendah.

Dari benzena

ΔH_uap dari benzena, cincin heksagonal aromatik dengan rumus C₆H₆, adalah 395 J / g atau 30,8 kJ / mol. Seperti sikloheksana, ia berinteraksi dengan kekuatan dispersi; tetapi, juga mampu membentuk dipol dan memindahkan permukaan cincin (di mana ikatan rangkap mereka terdelokalisasi) di atas yang lain.

Ini menjelaskan mengapa menjadi apolar, dan tidak terlalu berat, ia memiliki ΔH_uap relatif tinggi.

Dari toluena

ΔH_uap toluena bahkan lebih tinggi dari benzena (33,18 kJ / mol). Ini disebabkan oleh fakta bahwa, di samping yang disebutkan sebelumnya, gugus metilnya, -CH₃ mereka berkolaborasi pada momen dipolar toluena; seperti pada gilirannya, mereka dapat berinteraksi dengan kekuatan dispersi.

Dari heksana

Dan akhirnya, ΔH_uap dari heksana adalah 335 J / g atau 28,78 kJ / mol. Strukturnya adalah CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃, artinya linier, tidak seperti sikloheksana, yang heksagonal.

Meskipun massa molekulnya sedikit berbeda (86g / mol vs 84g / mol), struktur siklik secara langsung mempengaruhi cara molekul berinteraksi. Menjadi sebuah cincin, kekuatan pendispersi lebih efektif; sedangkan dalam struktur linear heksana, mereka lebih "sesat".

Nilai-nilai ΔH_uap untuk hexane, mereka bertentangan dengan aseton. Pada prinsipnya, heksana, karena memiliki titik didih lebih tinggi (81ºC), harus memiliki ΔH_uap lebih besar dari aseton, yang mendidih pada 56ºC.

Perbedaannya adalah aseton memiliki kapasitas panas lebih tinggi dari heksana. Ini berarti bahwa, untuk memanaskan satu gram aseton dari 30 ° C hingga 56 ° C dan menguapkannya, dibutuhkan lebih banyak panas daripada yang digunakan untuk memanaskan satu gram heksana dari 30 ° C ke titik didihnya 68 ° C..

Referensi

1. TutorVista. (2018). Enthalpy dari Penguapan. Diperoleh dari: chemistry.tutorvista.com
2. Teks Libre Kimia. (3 April 2018). Panas Penguapan Diperoleh dari: chem.libretexts.org
3. Bank Data Dortmund. (s.f.). Panas Standar Penguapan Cyclohexane. Diperoleh dari: ddbst.com
4. Chickos J.S. & Acree W. E. (2003). Enthalpies of Vaporisasi Senyawa Organik dan Organologam, 1880-2002. J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 32, No. 2.
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (Edisi ke-8). Belajar CENGAGE, p 461-464.
6. Akademi Khan. (2018). Kapasitas panas, panas penguapan dan kepadatan air. Diperoleh dari: www.khanacademy.org