definizione di volatile

Una sostanza volatile è qualsiasi solido o liquido che ha un’elevata pressione di vapore a temperatura ambiente, quindi evapora rapidamente . Le sostanze volatili in generale dovrebbero essere conservate in contenitori ermetici per evitare che fuoriescano.

Sono molte le sostanze volatili alle quali siamo costantemente esposti. Ad esempio, i solventi organici in cui vengono preparati gli smalti per unghie sono sempre sostanze volatili. Vengono infatti scelti come solventi proprio per la loro rapida evaporazione, che garantisce una rapida essiccazione dello smalto.

Alcuni carburanti, come la benzina ad alto numero di ottani, sono notevolmente volatili; Ci sono anche esempi di alcune sostanze solide che hanno una tensione di vapore molto elevata che permette loro di sublimare spontaneamente.

Caratteristiche delle sostanze volatili

• Hanno un’alta tensione di vapore.
• Hanno punti di ebollizione bassi.
• In generale, hanno basse forze di interazione intermolecolare, quindi non si legano fortemente l’una all’altra.
• Di solito non sono molecole polari né sono solitamente in grado di formare legami idrogeno tra loro.
• In generale, hanno un basso peso molecolare.
• La maggior parte sono liquidi a temperatura ambiente, anche se alcuni sono solidi.

tensione di vapore e velocità di evaporazione

Il concetto di volatilità in chimica ha a che fare con la tensione di vapore. La tensione di vapore è definita come la pressione di una sostanza nella fase gassosa che è in equilibrio dinamico con la fase liquida o solida .

La tensione di vapore è una misura della velocità con cui una sostanza evapora, in quanto indica la pressione necessaria per aumentare la velocità di condensazione o deposizione fino a raggiungere la velocità di evaporazione. Se è necessaria una pressione molto elevata (ovvero se la tensione di vapore è elevata), significa che è necessaria un’elevata velocità di condensazione perché la velocità di evaporazione è elevata.

Esempi di sostanze volatili

Etere etilico – C ₂ H ₅ OC ₂ H ₅

Gli eteri in generale sono composti molto volatili. Il più semplice di loro, dimetil etere, a temperatura ambiente non è nemmeno un liquido, ma un gas. Ma l’etere etilico è un liquido e ha una pressione di circa 0,7 atmosfere (pressione quasi atmosferica). Se fosse più grande solo di circa 0,3 atmosfere, allora sarebbe anche un gas a temperatura ambiente.

Iodio solido – I ₂

Lo iodio solido è accettato dalla comunità scientifica come solido volatile. Infatti, questo alogeno sublima invece di sciogliersi, e lo iodio gassoso può essere osservato in qualsiasi contenitore sigillato contenente iodio come una piccola nuvola viola. Tuttavia, la tensione di vapore dello iodio è di soli 0,027 kPa (0,000266 atm) a 20ºC. Questa pressione è solo una piccola frazione della tensione di vapore della maggior parte dei liquidi. Nonostante ciò, lo iodio è considerato un solido volatile poiché, per quanto piccolo possa sembrare, la tensione di vapore è in realtà molto più alta di quella della stragrande maggioranza dei solidi.

etere di petrolio

Nonostante il suo nome, l’etere di petrolio non è in realtà un etere dal punto di vista chimico. È una frazione molto leggera e altamente volatile (da qui il suo nome, che significa “aria superiore”) della distillazione del petrolio che contiene più idrocarburi a catena corta. Il punto di ebollizione è sempre compreso tra 30 e 60 ºC, quindi è quasi un gas a temperatura ambiente.

Bromo liquido – Br ₂

Il bromo (Br ₂ ) è un alogeno liquido altamente volatile. La sua tensione di vapore è di 0,30 atm che lo fa evaporare rapidamente a meno che non sia conservato in un contenitore adeguatamente sigillato.

Metanolo assoluto – CH ₃ OH

Utilizzato in alcuni casi come carburante per aerei e in altri come carburante per auto da corsa, l’alcool più semplice ha una tensione di vapore molto elevata, che lo rende un liquido abbastanza volatile. Ad una temperatura di 37,8ºC la sua tensione di vapore è di 0,32 atm.

Il gas

È una miscela complessa di alcani che comprende principalmente diversi isomeri di ottano (alcano con 8 atomi di carbonio). La tensione di vapore della benzina è dell’ordine di 0,60 atm, che è molto alta.

Spray detergente per circuiti elettronici

Sono miscele di composti organici volatili che includono distillati di petrolio (con alcani come eptano, propano e cicloesano) e alcoli a basso peso molecolare come etanolo, isopropanolo e ragia minerale. La tensione di vapore della miscela è di circa 1 mmHg, quindi evapora molto velocemente dopo essere stata spruzzata sul circuito da pulire.

Esafluoruro di tungsteno – WCl ₆

Questo composto ha un punto di fusione di soli 2,3ºC e un punto di ebollizione di soli 17,1ºC, quindi tecnicamente non è né un solido né un liquido a una temperatura standard di 25ºC, ma è una sostanza molto volatile. Infatti, è uno dei gas più pesanti conosciuti. Tuttavia, sia il liquido che il solido hanno entrambi pressioni di vapore molto elevate a 20ºC, superiori alla pressione atmosferica (ecco perché è gassoso a quella temperatura).

Tungsteno esacarbonile – W(CO) ₆

Questo è il cugino pesante dell’esafluoruro appena mostrato. A 67 ºC questo composto ha una tensione di vapore quasi 5 volte maggiore di quella dello iodio solido a temperatura ambiente. Questo composto sublima anche invece di sciogliersi sotto pressione standard.

volatilità e temperatura

Il motivo per cui gli asciugacapelli soffiano aria calda è perché il calore aiuta l’acqua a evaporare più rapidamente. Ciò significa che maggiore è la temperatura, più volatile diventa l’acqua. Questo accade alla maggior parte delle sostanze e il motivo è che maggiore è la temperatura, maggiore è la sua tensione di vapore. Infatti, se la temperatura viene aumentata molto, la tensione di vapore può diventare uguale alla pressione atmosferica, nel qual caso si raggiunge il punto di ebollizione (nel caso dei liquidi) o il punto di sublimazione (nel caso dei liquidi). solidi).

Riferimenti

Gaspar, DJ, Phillips, SD, Polikarpov, E., Albrecht, KO, Jones, SB, George, A., . . . Bays, JT (2019). Misurazione e previsione della tensione di vapore della benzina contenente ossigenati. Carburante , 243 , 630–644. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.01.137

Elenco dei composti organici volatili. (2021). Estratto da https://condorchem.com/es/listado-compuestos-organicos-volatiles/

Sublimazione dello iodio: ascesa e caduta di un malinteso | Notizie Chem13. (2019, 10 settembre). Estratto da https://uwaterloo.ca/chem13-news-magazine/october-2015/feature/sublimation-iodine-rise-and-fall-misconception.

Vernon, AA (1937). La tensione di vapore e la dissociazione dell’esacloruro di tungsteno nella fase gassosa1. Giornale dell’American Chemical Society , 59 (10), 1832–1833. https://doi.org/10.1021/ja01289a013