Tabla de Contenidos
สารระเหย คือ ของแข็งหรือของเหลวใดๆ ที่มีความดันไอสูงที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นจึงระเหยได้เร็ว สารระเหยโดยทั่วไปควรเก็บไว้ในภาชนะบรรจุภัณฑเพื่อป้องกันไม่ให้หลบหนี
มีสารระเหยมากมายที่เราสัมผัสอยู่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้เตรียมยาทาเล็บมักเป็นสารระเหยง่าย อันที่จริงแล้ว สารเหล่านี้ถูกเลือกให้เป็นตัวทำละลายเนื่องจากการระเหยอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้เคลือบฟันแห้งเร็ว
เชื้อเพลิงบางชนิด เช่น น้ำมันเบนซินออกเทนสูง มีความผันผวนสูง นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างของสารที่เป็นของแข็งบางชนิดที่มีความดันไอสูงมากซึ่งทำให้สามารถระเหิดได้เอง
ลักษณะของสารระเหย
- มีความดันไอสูง
- พวกมันมีจุดเดือดต่ำ
- โดยทั่วไปแล้วพวกมันมีแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลต่ำดังนั้นพวกมันจึงไม่ผูกมัดซึ่งกันและกัน
- โดยปกติแล้วพวกมันไม่ใช่โมเลกุลที่มีขั้วและไม่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนซึ่งกันและกันได้
- โดยทั่วไปแล้วจะมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ
- ส่วนใหญ่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง แม้ว่าบางส่วนจะเป็นของแข็ง
ความดันไอและอัตราการระเหย
แนวคิดเรื่องความผันผวนทางเคมีเกี่ยวข้องกับความดันไอ ความดันไอหมายถึงความดันของสารในเฟสของก๊าซซึ่งอยู่ใน สภาวะสมดุลไดนามิกกับเฟสของของเหลวหรือของแข็ง
ความดันไอเป็นตัววัดอัตราการระเหยของสาร เนื่องจากมันบ่งชี้ถึงความดันที่จำเป็นในการเพิ่มอัตราการควบแน่นหรือการสะสมตัวจนกว่าจะเท่ากับอัตราการระเหย หากต้องการความดันสูงมาก (นั่นคือ ถ้าความดันไอสูง) หมายความว่าต้องใช้อัตราการควบแน่นสูงเนื่องจากอัตราการระเหยสูง
ตัวอย่างสารระเหย
เอทิลอีเทอร์ – C 2 H 5 OC 2 H 5
อีเทอร์โดยทั่วไปเป็นสารประกอบที่ระเหยง่าย สิ่งที่ง่ายที่สุดคือไดเมทิลอีเทอร์ที่อุณหภูมิห้องไม่ได้เป็นของเหลว แต่เป็นก๊าซ แต่เอทิลอีเทอร์เป็นของเหลวและมีความดันประมาณ 0.7 บรรยากาศ (เกือบความดันบรรยากาศ) ถ้ามันใหญ่ขึ้นเพียง 0.3 บรรยากาศ มันก็จะกลายเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้องเช่นกัน
ไอโอดีนที่เป็นของแข็ง – I 2
ไอโอดีนที่เป็นของแข็งได้รับการยอมรับจากชุมชนวิทยาศาสตร์ว่าเป็นของแข็งที่ระเหยได้ ในความเป็นจริง ฮาโลเจนนี้จะระเหิดมากกว่าที่จะละลาย และในภาชนะที่ปิดสนิทที่มีไอโอดีน คุณจะมองเห็นไอโอดีนในก๊าซเป็นเมฆสีม่วงขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม ความดันไอของไอโอดีนมีค่าเพียง 0.027 kPa (0.000266 atm) ที่อุณหภูมิ 20ºC ความดันนี้เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของความดันไอของของเหลวส่วนใหญ่ ถึงกระนั้นไอโอดีนก็จัดว่าเป็นของแข็งที่ระเหยง่าย เนื่องจากความดันไอนั้นเล็กน้อย แต่อันที่จริงแล้วความดันไอนั้นสูงกว่าของของแข็งส่วนใหญ่มาก
ปิโตรเลียมอีเทอร์
แม้จะมีชื่อของมัน แต่ปิโตรเลียมอีเทอร์ไม่ใช่อีเทอร์ในมุมมองทางเคมี เป็นส่วนที่เบามากและมีความผันผวนสูง (ด้วยเหตุนี้ชื่อจึงหมายถึง “อากาศบน”) ของการกลั่นปิโตรเลียมที่มีไฮโดรคาร์บอนสายสั้นหลายตัว จุดเดือดจะอยู่ในช่วง 30 ถึง 60 ºC เสมอ ดังนั้นจึงเกือบจะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง
โบรมีนเหลว – Br 2
โบรมีน (Br 2 ) เป็นฮาโลเจนเหลวที่ระเหยง่าย ความดันไออยู่ที่ 0.30 atm ซึ่งทำให้ระเหยได้เร็ว เว้นแต่จะเก็บในภาชนะที่ปิดสนิท
เมทานอลสัมบูรณ์ – CH 3 OH
ในบางกรณีใช้เป็นเชื้อเพลิงอากาศยานและในบางกรณีใช้เป็นเชื้อเพลิงรถแข่ง แอลกอฮอล์ที่ง่ายที่สุดมีความดันไอสูงมาก ทำให้เป็นของเหลวที่ค่อนข้างระเหยง่าย ที่อุณหภูมิ 37.8ºC ความดันไอเท่ากับ 0.32 atm
ก๊าซ
เป็นส่วนผสมเชิงซ้อนของอัลเคนที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไอโซเมอร์ออกเทนที่แตกต่างกัน (อัลเคนที่มีคาร์บอน 8 อะตอม) ความดันไอของน้ำมันเบนซินอยู่ที่ 0.60 atm ซึ่งสูงมาก
สเปรย์ทำความสะอาดวงจรอิเล็กทรอนิกส์
สารเหล่านี้เป็นของผสมของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่รวมถึงสารกลั่นปิโตรเลียม (ที่มีแอลเคน เช่น เฮปเทน โพรเพน และไซโคลเฮกเซน) และแอลกอฮอล์น้ำหนักโมเลกุลต่ำ เช่น เอทานอล ไอโซโพรพานอล และมิเนอรัลสปิริต ความดันไอของส่วนผสมอยู่ที่ประมาณ 1 mmHg ดังนั้นจึงระเหยอย่างรวดเร็วหลังจากฉีดพ่นบนวงจรที่ต้องการทำความสะอาด
ทังสเตนเฮกซะฟลูออไรด์ – WCl 6
สารประกอบนี้มีจุดหลอมเหลวเพียง 2.3ºC และจุดเดือดเพียง 17.1ºC ดังนั้นในทางเทคนิคแล้ว มันจึงไม่เป็นของแข็งหรือของเหลวที่อุณหภูมิมาตรฐาน 25ºC แต่เป็นสารที่ระเหยได้ง่ายมาก ในความเป็นจริงมันเป็นก๊าซที่หนักที่สุดชนิดหนึ่งที่รู้จัก อย่างไรก็ตาม ทั้งของเหลวและของแข็งมีความดันไอสูงมากที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าความดันบรรยากาศ
เฮกซาคาร์บอนิลทังสเตน – W(CO) 6
นี่คือลูกพี่ลูกน้องหนักของเฮกซาฟลูออไรด์ที่เพิ่งแสดง ที่ 67 ºC สารประกอบนี้มีความดันไอเกือบ 5 เท่าของไอโอดีนที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง สารประกอบนี้ยังระเหิดแทนการหลอมเหลวภายใต้ความดันมาตรฐาน
ความผันผวนและอุณหภูมิ
เหตุผลที่ไดร์เป่าผมเป่าลมร้อนก็เพราะความร้อนช่วยให้น้ำระเหยเร็วขึ้น ซึ่งหมายความว่ายิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นน้ำก็จะยิ่งผันผวนมากขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นกับสารส่วนใหญ่และเหตุผลก็คือยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น ความดันไอของสารก็จะยิ่งสูงขึ้น ในความเป็นจริงหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นมาก ความดันไอจะเท่ากับความดันบรรยากาศ ซึ่งในกรณีนี้ถึงจุดเดือด (ในกรณีของของเหลว) หรือจุดระเหิด (ในกรณีของของเหลว) ของแข็ง).
อ้างอิง
Gaspar, DJ, Phillips, SD, Polikarpov, E., Albrecht, KO, Jones, SB, George, A., . . . Bays, J.T. (2019). การวัดและทำนายความดันไอของน้ำมันเบนซินที่มีออกซิเจน น้ำมันเชื้อเพลิง , 243 , 630–644. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.01.137
รายชื่อสารอินทรีย์ระเหยง่าย. (2564). กู้คืนจากhttps://condorchem.com/es/listado-compuestos-organicos-volatiles/
การระเหิดของไอโอดีน: ความเข้าใจผิดที่เพิ่มขึ้นและลดลง | ข่าว Chem13 (2562, 10 กันยายน). สืบค้นจากhttps://uwaterloo.ca/chem13-news-magazine/october-2015/feature/sublimation-iodine-rise-and-fall-misconception
เวอร์นอน เอ.เอ. (1937). ความดันไอและการแตกตัวของทังสเตนเฮกซาคลอไรด์ในเฟสของก๊าซ1. วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน , 59 (10), 1832–1833. https://doi.org/10.1021/ja01289a013
