Dalam perjalanan dari keadaan fisik “cair” ke keadaan “uap”, fenomena yang disebut penguapan terjadi, dapat terjadi dalam dua cara:
– dengan cara evaporasi , dimana prosesnya lambat dan dilakukan pada permukaan cairan.
– dengan mendidih, yang merupakan penguapan turbulen, dengan pembentukan gelembung di seluruh bagian dalam cairan.
Dikatakan bahwa cairan mendidih ketika tekanan uap gelembung yang terbentuk dalam proses sama dengan atau lebih besar dari tekanan eksternal , yaitu, dalam wadah terbuka, tekanan eksternal akan menjadi tekanan atmosfer dan, ketika tekanan gelembung yang terbentuk sama dengan atau lebih besar dari atmosfer, proses pendidihan cairan terjadi.
Tidak sulit untuk melihat bahwa, ketika tekanan atmosfer menurun, semakin mudah tekanan uap gelembung yang diperlukan untuk mendidih akan tercapai dan semakin rendah suhu didih cairannya. Pada tabel 1 kita dapat melihat suhu didih air (skala ºC) berbanding terbalik dengan ketinggian tempat, selalu mengambil permukaan laut sebagai basis. Mempertimbangkan bahwa semakin tinggi ketinggian, semakin kecil lapisan udara dan, akibatnya, semakin rendah tekanan atmosfer yang diberikan pada cairan, yang menyiratkan proses pendidihan pada suhu yang lebih rendah daripada tempat dengan ketinggian yang lebih rendah.
|
Lokasi |
Ketinggian dalam hubungannya di permukaan laut (m) |
Perkiraan suhu didih air (ºC) |
|
Rio de Janeiro |
0 |
100 |
|
San Paulo |
750 |
97 |
|
kota Meksiko |
2.240 |
92 |
|
Perdamaian |
3,636 |
88 |
|
Gunung Kilimanjaro |
5.895 |
82 |
|
Gunung Everest |
8.848 |
70 |
Tabel 1 – Titik didih air di berbagai wilayah di Bumi
Seperti yang kita lihat, pada suhu didih itu secara langsung terkait dengan sifat zat yang disebut tekanan uap . Di sini, kita memiliki kurva tekanan uap dari tiga zat. Kami melihat beberapa asosiasi dan mereka dapat diringkas sebagai berikut:
- Tekanan uap yang lebih tinggi
- Cairan yang lebih mudah menguap
- Suhu didih lebih rendah
Gambar 1 – Titik didih pada tekanan konstan zat yang berbeda
Lihat pada gambar 1 bahwa senyawa yang paling mudah menguap adalah eter, dengan suhu didih 35 ° C, yang jauh di bawah air. Penjelasan itu melaporkan kita ke analisis interaksi molekuler senyawa, untuk menghubungkan polaritas dengan ikatan antarmolekul. Untuk analisis kasus yang disederhanakan, hubungan antara jumlah energi yang terlibat dalam gaya antarmolekul ditunjukkan pada Gambar 2:
Gambar 2 – Besaran interaksi antarmolekul
Mengetahui hal ini, kita dapat menyimpulkan bahwa setiap senyawa kimia, dalam bentuk murni, memiliki sifat fisik yang terdefinisi dengan baik , untuk selalu menampilkan perilaku yang sama ketika variabel keadaannya menyajikan nilai yang sama, seperti tekanan dan suhu, misalnya.
Mendidih larutan
Perilaku yang sama dari senyawa dalam bentuk murni tidak diamati ketika kita bekerja dengan larutan, terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap, seperti kopi misalnya. Bubuk kopi akan menjadi ‘zat terlarut yang tidak mudah menguap’ dan air sebagai ‘pelarut’. Dengan demikian, larutan akan memiliki titik didih yang berbeda dari yang ditemukan untuk pelarut murni, yaitu air. Kita dapat melihat pada gambar 3 perbedaan antara titik didih larutan dan pelarut murni.
Menurut Tonometri (bagian dari sifat koligatif yang mempelajari penguapan cairan dan larutan cair) tekanan uap maksimum larutan akan selalu lebih kecil dari pada cairan murni, sehingga kurva larutan selalu di bawah kurva murni. pelarut. Jadi, larutan hanya akan mendidih pada suhu t lebih tinggi dari titik didih cairan murni, t 0 . Karena kenyataan bahwa lebih sedikit uap yang dipancarkan, lebih banyak panas akan dibutuhkan untuk merebus larutan. Efek ebuliometrik dapat dinyatakan, sebagai definisi, seperti ini:
Kenaikan suhu didih larutan ( / t e ) adalah perbedaan antara titik didih larutan ( t ) dan suhu didih cairan murni ( t 0 ) di bawah tekanan eksternal yang sama.
matematis: AT e = t – t 0
Gambar 3 – Titik didih cairan dan larutan