Tabla de Contenidos
Substancja lotna to dowolna substancja stała lub ciecz, która ma wysoką prężność pary w temperaturze pokojowej, więc szybko odparowuje . Substancje lotne na ogół należy przechowywać w hermetycznych pojemnikach, aby zapobiec ich ucieczce.
Istnieje wiele substancji lotnych, na działanie których jesteśmy stale narażeni. Na przykład rozpuszczalniki organiczne, w których przygotowywane są lakiery do paznokci, są zawsze substancjami lotnymi. W rzeczywistości są one wybierane jako rozpuszczalniki właśnie ze względu na ich szybkie odparowywanie, co zapewnia szybkie wysychanie szkliwa.
Niektóre paliwa, takie jak benzyna wysokooktanowa, są bardzo lotne; Istnieją również przykłady niektórych substancji stałych, które mają bardzo wysoką prężność par, co pozwala im na spontaniczną sublimację.
Charakterystyka substancji lotnych
- Mają wysokie ciśnienie pary.
- Mają niskie temperatury wrzenia.
- Na ogół mają niskie siły oddziaływania międzycząsteczkowego, więc nie wiążą się silnie ze sobą.
- Zwykle nie są to cząsteczki polarne ani zwykle nie są zdolne do tworzenia między sobą wiązań wodorowych.
- Na ogół mają niską masę cząsteczkową.
- Większość jest płynna w temperaturze pokojowej, chociaż niektóre są stałe.
prężność pary i szybkość parowania
Pojęcie lotności w chemii ma związek z prężnością pary. Prężność par definiuje się jako ciśnienie substancji w fazie gazowej, która jest w równowadze dynamicznej z fazą ciekłą lub stałą .
Prężność pary jest miarą szybkości, z jaką substancja odparowuje, ponieważ wskazuje ciśnienie wymagane do zwiększenia szybkości skraplania lub osadzania, aż do zrównania się z szybkością parowania. Jeśli potrzebne jest bardzo wysokie ciśnienie (to znaczy, jeśli prężność pary jest wysoka), oznacza to, że potrzebna jest duża szybkość skraplania, ponieważ szybkość parowania jest wysoka.
Przykłady substancji lotnych
Eter etylowy – C 2 H 5 OC 2 H 5
Ogólnie etery są bardzo lotnymi związkami. Najprostszy z nich, eter dimetylowy, w temperaturze pokojowej nie jest nawet cieczą, ale gazem. Ale eter etylowy jest cieczą i ma ciśnienie około 0,7 atmosfery (ciśnienie prawie atmosferyczne). Gdyby był tylko o około 0,3 atmosfery większy, byłby również gazem w temperaturze pokojowej.
jod stały – I 2
Stały jod jest akceptowany przez społeczność naukową jako lotne ciało stałe. W rzeczywistości ten halogen raczej sublimuje niż topi się, a gazowy jod można zaobserwować w każdym zamkniętym pojemniku zawierającym jod w postaci małej fioletowej chmury. Jednak prężność par jodu wynosi tylko 0,027 kPa (0,000266 atm) w temperaturze 20ºC. To ciśnienie stanowi tylko niewielki ułamek prężności pary większości cieczy. Mimo to jod jest uważany za lotną substancję stałą, ponieważ, choć może się to wydawać niewielka, prężność pary jest w rzeczywistości znacznie wyższa niż w przypadku zdecydowanej większości ciał stałych.
eter naftowy
Pomimo swojej nazwy eter naftowy nie jest w rzeczywistości eterem z chemicznego punktu widzenia. Jest to bardzo lekka i bardzo lotna frakcja (stąd jej nazwa, oznaczająca „górne powietrze”) pochodząca z destylacji ropy naftowej, która zawiera wiele krótkołańcuchowych węglowodorów. Temperatura wrzenia zawsze mieści się w zakresie od 30 do 60 ºC, więc w temperaturze pokojowej jest prawie gazem.
Ciekły brom – Br 2
Brom (Br 2 ) jest bardzo lotnym ciekłym halogenem. Jego prężność pary wynosi 0,30 atm, co sprawia, że szybko odparowuje, chyba że jest przechowywany w odpowiednio zamkniętym pojemniku.
Metanol absolutny – CH 3 OH
Używany w niektórych przypadkach jako paliwo do silników odrzutowych, aw innych jako paliwo do samochodów wyścigowych, najprostszy alkohol ma bardzo wysoką prężność par, co czyni go dość lotną cieczą. W temperaturze 37,8ºC jego prężność par wynosi 0,32 atm.
Gaz
Jest to złożona mieszanina alkanów, która zawiera głównie różne izomery oktanowe (alkan z 8 atomami węgla). Prężność par benzyny jest rzędu 0,60 atm, co jest wartością bardzo wysoką.
Spray do czyszczenia obwodów elektronicznych
Są to mieszaniny lotnych związków organicznych, do których należą destylaty ropy naftowej (z alkanami, takimi jak heptan, propan i cykloheksan) oraz niskocząsteczkowe alkohole, takie jak etanol, izopropanol i benzyna lakowa. Prężność pary mieszaniny wynosi około 1 mmHg, więc bardzo szybko odparowuje po rozpyleniu na czyszczonym obwodzie.
Sześciofluorek wolframu – WCl 6
Ten związek ma temperaturę topnienia zaledwie 2,3ºC i temperaturę wrzenia tylko 17,1ºC, więc technicznie nie jest ani ciałem stałym, ani cieczą w standardowej temperaturze 25ºC, ale jest substancją bardzo lotną. W rzeczywistości jest to jeden z najcięższych znanych gazów. Jednak zarówno ciecz, jak i ciało stałe mają bardzo wysoką prężność par w temperaturze 20ºC, przekraczającą ciśnienie atmosferyczne (dlatego w tej temperaturze jest gazem).
Heksakarbonyl wolframu – W(CO) 6
To jest ciężki kuzyn właśnie pokazanego heksafluorku. W temperaturze 67 ºC związek ten ma prężność pary prawie 5 razy większą niż stały jod w temperaturze pokojowej. Ten związek również sublimuje zamiast topić się pod normalnym ciśnieniem.
lotność i temperatura
Powodem, dla którego suszarki do włosów dmuchają gorącym powietrzem, jest to, że ciepło pomaga wodzie szybciej odparować. Oznacza to, że im wyższa temperatura, tym bardziej lotna staje się woda. Dzieje się tak z większością substancji, a powodem jest to, że im wyższa temperatura, tym wyższa prężność par. W rzeczywistości, jeśli temperatura znacznie wzrośnie, prężność pary może zrównać się z ciśnieniem atmosferycznym, w którym to przypadku zostaje osiągnięta temperatura wrzenia (w przypadku cieczy) lub temperatura sublimacji (w przypadku cieczy). ciała stałe).
Bibliografia
Gaspar, DJ, Phillips, SD, Polikarpov, E., Albrecht, KO, Jones, SB, George, A., . . . Bays, JT (2019). Pomiar i przewidywanie prężności par benzyny zawierającej oksygenaty. Paliwo , 243 , 630–644. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.01.137
Lista lotnych związków organicznych. (2021). Odzyskane z https://condorchem.com/es/listado-compuestos-organicos-volatiles/
Sublimacja jodu: powstanie i upadek błędnego przekonania | Chem13 Wiadomości. (2019, 10 września). Pobrane z https://uwaterloo.ca/chem13-news-magazine/october-2015/feature/sublimation-iodine-rise-and-fall-misconception.
Vernon, AA (1937). Prężność par i dysocjacja sześciochlorku wolframu w fazie gazowej1. Journal of American Chemical Society , 59 (10), 1832–1833. https://doi.org/10.1021/ja01289a013
