titik didih

Kimia

2022

Kami menjelaskan apa itu titik didih dan bagaimana cara menghitungnya. Contoh titik didih. Titik leleh dan titik beku.

Pada tekanan normal (1 atm), titik didih air adalah 100 °C.

Apa titik didihnya?

Titik didihnya adalah suhu ke mana Tekanan uap dari cairan (tekanan yang diberikan oleh fase gas pada fase cair dalam sistem tertutup pada suhu tertentu) sama dengan tekanan di sekitar cairan. Ketika ini terjadi, cairan berubah menjadi gas.

Titik didih adalah sifat yang sangat bergantung pada tekanan lingkungan. Suatu zat cair yang diberi tekanan yang sangat tinggi akan memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada jika kita menurunkannya pada tekanan yang lebih rendah, yaitu, akan membutuhkan waktu lebih lama untuk menguap ketika diberi tekanan tinggi. Karena variasi titik didih ini, IUPAC mendefinisikan titik didih standar: itu adalah suhu di mana cairan berubah menjadi uap pada tekanan 1 bar.

Poin penting adalah bahwa titik didih suatu zat tidak dapat ditingkatkan tanpa batas. Ketika kita menaikkan suhu cairan untuk melewati titik didihnya dan masih terus menaikkannya, kita mencapai suhu yang disebut "suhu kritis". Suhu kritis adalah suhu di mana gas tidak dapat diubah menjadi cairan dengan meningkatkan tekanan, yaitu, tidak dapat dicairkan. Pada suhu ini, tidak ada fase cair atau fase uap yang ditentukan.

Titik didih berbeda untuk setiap zat. Sifat ini bergantung pada massa molekul zat dan jenis gaya antarmolekul yang ditimbulkannya (ikatan hidrogen, dipol permanen, dipol induksi), yang pada gilirannya tergantung pada apakah zat tersebut kovalen polar atau kovalen nonpolar (nonpolar).

Ketika suhu suatu zat di bawah titik didihnya, hanya sebagian dari molekul terletak di permukaannya akan memiliki Energi cukup untuk memecahkan tegangan permukaan cairan dan lolos ke fase uap. Di sisi lain, ketika panas disuplai ke sistem, ada peningkatan entropi dari sistem (kecenderungan gangguan partikel sistem).

Bagaimana cara menghitung titik didih?

Menggunakan persamaan Clausius-Clapeyron, transisi fase sistem yang terdiri dari komponen tunggal dapat dikarakterisasi. Persamaan ini dapat digunakan untuk menghitung titik didih zat dan diterapkan sebagai berikut:

Di mana:

P1 adalah tekanan sama dengan 1 bar, atau di atmosfer (0,986923 atm)

T1 adalah suhu didih (boiling point) komponen, diukur pada tekanan 1 bar (P1) dan dinyatakan dalam derajat Kelvin (K).

P2 adalah tekanan uap komponen dinyatakan dalam bar atau atm.

T2 adalah suhu komponen (dinyatakan dalam derajat Kelvin) di mana tekanan uap P2 diukur.

H adalah perubahan entalpi dari penguapan rata-rata selama rentang suhu yang sedang dihitung. Ini dinyatakan dalam J / mol atau satuan energi yang setara.

R adalah konstanta gas yang setara dengan 8,314 J / Kmol

ln adalah logaritma natural

Suhu didih (titik didih) T1 dibersihkan

Contoh titik didih

Beberapa titik didih yang diketahui dan dicatat pada kondisi tekanan normal (1 atm) adalah sebagai berikut:

  • Air: 100 C
  • Helium: -268,9 C
  • Hidrogen: -252,8 C
  • Kalsium: 1484 C
  • Berilium: 2471 C
  • Silikon: 3265 C
  • Karbon dalam bentuk grafit: 4827 C
  • Boron: 3927 C
  • Molibdenum: 4639 C
  • Osmium: 5012 C
  • Tungsten: 5930 C

Titik lebur

Titik lebur adalah suhu di mana suatu zat berubah dari padat menjadi cair.

Suhu di mana padatan berubah menjadi cair disebut titik leleh dan selama transisi fase padat-cair suhu dijaga konstan. Dalam hal ini, panas disuplai ke sistem sampai suhunya naik cukup untuk sistem pergerakan miliknya partikel dalam struktur padat lebih besar, yang menyebabkan mereka terpisah dan mengalir menuju fase cair.

Titik lebur juga tergantung pada tekanan dan umumnya sama dengan titik beku materi (di mana cairan menjadi padat bila didinginkan cukup) untuk sebagian besar zat.

Titik beku

Titik beku adalah kebalikan dari titik leleh, yaitu suhu di mana cairan berkontraksi, partikelnya kehilangan gerakan dan memperoleh struktur lebih kaku, tahan deformasi, dan memori bentuk (unik untuk zat dalam keadaan padat). Artinya, itu adalah suhu di mana cairan berubah menjadi padat. Penggabungan membutuhkan penyediaan energi kalori ke sistem, sedangkan pembekuan membutuhkan penghilangan energi panas (pendinginan).

Di sisi lain, titik beku juga tergantung pada tekanan. Contohnya adalah apa yang terjadi ketika air didinginkan hingga suhu 0ºC hingga 1 atm, ketika membeku dan berubah menjadi es. Jika didinginkan hingga tekanan yang sangat berbeda dari 1 atm, hasilnya bisa sangat berbeda, misalnya, jika tekanannya jauh lebih tinggi, butuh waktu untuk membekukan, karena titik bekunya berkurang.

Titik lebur dan titik didih air

Air sering digunakan sebagai standar saat mengukur titik leleh dan titik didih zat. Secara umum, pada tekanan normal, titik didihnya adalah 100ºC dan titik lelehnya adalah 0ºC (untuk es). Ini dapat sangat bervariasi dalam kasus-kasus di mana: Air memiliki zat lain yang terlarut di dalamnya, cair atau padat, seperti air laut, kaya akan garam, yang mengubah sifat fisik dan kimianya.

Dampak dari tekanan juga sangat terlihat. Diketahui bahwa pada 1 atm titik didih air adalah 100 C, tetapi dengan mencapai 0,06 atm kita akan terkejut melihat bahwa titik didih air terjadi pada 0 C (bukan membeku).

!-- GDPR -->