אילו נוזלים מרתיחים בטמפרטורת גז נמוכה יותר מאשר מים?

תוֹכֶן

• אווירה
• פחמימנים לא קוטביים
• אלכוהולים
• מולקולות אחרות

נקודות הרתיחה של חומרים משתנות בהתאם למבנה שלהם ברמה המולקולרית. הכירו כולם את נקודת הרתיחה של מים בלחץ סטנדרטי - 100 מעלות צלזיוס או 212 מעלות פרנהייט. עם זאת, רבים מהחומרים שאתה חושב עליהם הם גזים הם רק גזים מכיוון שנקודות הרתיחה שלהם נמצאות הרבה מתחת לטמפרטורת החדר. אפילו לחומרים שהם נוזלים בטמפרטורת החדר, כמו אתנול, יש נקודות רתיחה נמוכות יותר מאשר מים.

אווירה

חנקן (N2), פחמן דו חמצני, חמצן (O2), הליום, כלור (Cl2) ומימן הם כולם דוגמאות מוכרות לחומרים הרותחים בטמפרטורות נמוכות בהרבה מאשר מים. לליום נוזלי יש את נקודת הרתיחה הנמוכה מכולם - בערך -452 מעלות פרנהייט, רק 4.2 מעלות צלזיוס מעל אפס מוחלט. למרות שחומרים אלה נקראים גזים, חשוב לזכור כי לא ניתן להגדיר שום חומר כ"גז "או" נוזל "אלא בטמפרטורה ספציפית. נוזלים, מוצקים וגז הם רק מצבים שונים של חומר, וחומר יכול לאכלס כל אחד משלושת המצבים הללו, תלוי בטמפרטורה ולחץ.

פחמימנים לא קוטביים

למים יש רגע דיפול, כלומר הקוטב שלהם מכיוון שיש מטען שלילי חלקי חלש על חמצן ומטען חיובי חלקי חלש על הידרוגנים. תרכובות פחמימניות כמו אלה הנמצאות בבנזין, לעומת זאת, אינן קוטביות. אינטראקציות המכונות כוחות פיזור בלונדון מחזיקות מולקולות לא קוטביות יחד בשלב המוצק או הנוזלי; כוחות לונדון אלה מתחזקים ככל שגודל המולקולות גדל. כתוצאה מכך, מולקולות קטנות יותר שאינן קוטביות כמו רכיבי הבנזין רותחות בטמפרטורה נמוכה יותר מאשר מים מכיוון שהאינטראקציות הבין-מולקולריות חלשות יותר.

אלכוהולים

בדומה למולקולות מים, אלכוהולים הם קוטביים ויכולים ליצור גם סוג מיוחד של קשר הנקרא קשר מימן. מולקולות מים, לעומת זאת, יכולות ליצור שני קשרי מימן ואילו אלכוהול יכול ליצור רק אחד. לאלכוהולים יש נקודת רתיחה גבוהה יותר מפחמימנים באותו גודל אך נקודת רתיחה נמוכה יותר מאשר מים. כך מייצרים משקאות חריפים כמו ויסקי: באמצעות זיקוק להגדלת תכולת האתנול.

מולקולות אחרות

למולקולות רבות אחרות יש נקודות רתיחה נמוכות יותר מאשר מים. דוגמא אחת ראויה לציון היא סוג של מולקולות הנקראות אתרים, אשר חמצן נקשר לשני פחמימות; הם מעט קוטביים אך אינם קוטביים כמו מים או אלכוהולים ואינם יכולים ליצור קשרי מימן, כך שלרוב יש להם נקודות רתיחה נמוכות יותר. דוגמא נוספת היא אמוניה, הנמכרת בדרך כלל מומסת במים. זה רותח מתחת ל -0 מעלות צלזיוס ובטמפרטורת החדר נמצא כגז, גם אם כזה שמתמוסס בקלות.