Questo articolo discute della relazione tra punto di ebollizione e momento di dipolo. La relazione tra temperatura, pressione e punto di ebollizione è comunemente nota.
Conosciamo anche gli effetti delle forze molecolari e delle dimensioni molecolari sul punto di ebollizione. Ora vedremo come il momento di dipolo influenzi il punto di ebollizione. Ma prima discuteremo in breve cosa significa esattamente il momento di dipolo e poi continueremo la nostra discussione ulteriormente per vedere come influisce sul punto di ebollizione.
Cos'è il momento di dipolo?
Il momento di dipolo è un termine comunemente usato nell'elettromagnetismo. È una misura della separazione di due cariche che hanno polarità opposte. Queste polarità sono cioè positive e negative.
Un dipolo elettrico si occupa della separazione di due cariche opposte polari: positiva e negativa. C'è un altro tipo di momento di dipolo chiamato anche momento di dipolo magnetico. Un dipolo magnetico può essere definito come la circolazione di una corrente elettrica alternata. Il momento di dipolo è una grandezza vettoriale.
Formula del momento di dipolo
Ora che conosciamo il significato del momento di dipolo, possiamo continuare la nostra discussione con la formula del momento di dipolo. L'entità del momento di dipolo dipende da due cose: il valore della carica e la distanza di separazione.
La formula per il momento di dipolo è data nella sezione seguente-
Dove,
Mu è il momento di dipolo
q è l'intensità della carica
r è la distanza di separazione delle cariche
Il momento di dipolo aumenta il punto di ebollizione?
Quando il momento di dipolo aumenta, l'attrazione tra gli atomi aumenta. Poiché la forza intermolecolare aumenta con il momento di dipolo più elevato, diventa difficile rompere questi legami.
Se questi legami sono difficili da rompere, ci vorrà più energia per far bollire questa sostanza. Quindi possiamo dire che all'aumentare del momento di dipolo, aumenta anche il punto di ebollizione. L'energia è tutto ciò che serve per far bollire la sostanza, dopo tutto.
In che modo il momento di dipolo influisce sul punto di ebollizione?
Prima di rispondere a questa domanda, terremo a mente una cosa: se le forze di attrazione tra le molecole sono maggiori, anche il punto di ebollizione sarà maggiore.
Quando il momento di dipolo ha un valore maggiore, aumentano anche le forze di attrazione tra le molecole. A causa di queste forze diventa difficile rompere i legami e far bollire la sostanza. Quindi il punto di ebollizione aumenta anche con il momento di dipolo.
Un aumento del punto di ebollizione è dovuto a una diminuzione del momento di dipolo?
No. Il motivo è già stato discusso nella sezione precedente. L'aumento del momento di dipolo aumenta le forze di attrazione tra le molecole.
Quando queste forze di attrazione aumentano, le molecole diventano più difficili da separare. Ha bisogno di una maggiore energia per separare queste molecole. Questo aumenta il punto di ebollizione della sostanza. Quindi l'aumento del punto di ebollizione non è sicuramente il risultato della diminuzione del momento di dipolo.
Fattori che influenzano il punto di ebollizione a livello microscopico
Quando parliamo di livello microscopico, parliamo degli effetti del comportamento atomico sul punto di ebollizione. A livelli macroscopici sappiamo che sono la pressione e la temperatura che svolgono un ruolo molto importante nella bollitura di una sostanza.
Ora diamo un'occhiata ai fattori che si verificano a livello microscopico che influenzano il punto di ebollizione.
Questi fattori sono riportati nella sezione seguente-
- Forze molecolari: le forze molecolari influiscono direttamente sul punto di ebollizione. Se le forze molecolari sono elevate, gli atomi saranno attratti l'uno dall'altro in modo tale che non saranno in grado di separarsi facilmente. Sarà necessaria una maggiore quantità di energia per far bollire la sostanza. Le forze molecolari includono interazioni dipolo dipolo, forza di Van Der Waals, legame ionico, legami H. La massima quantità di attrazione si verifica quando c'è un legame ionico.
- Forma – La forma del composto influisce anche sulla dimensione molecolare. Per catene più lunghe le forze di attrazione diventano significative e maggiori. In questo modo aumenta anche il punto di ebollizione. Il punto di ebollizione del composto aumenterà se il composto ha una catena lunga, ma il punto di ebollizione diminuirà quando il composto avrà luogo la ramificazione.
- Peso molecolare – Anche il peso molecolare del composto influisce direttamente sul punto di ebollizione del composto. Maggiore è il peso molecolare, maggiori saranno le forze attrattive tra gli atomi. Quindi sarà necessaria più energia per far bollire la sostanza. Il peso della sostanza aumenta quando ci sono più atomi attaccati tra loro per formare una molecola. Più atomi si tradurranno in forze attrattive più elevate e forze attrattive più elevate porteranno a un punto di ebollizione più elevato.
Effetto della pressione sul punto di ebollizione
Abbiamo un malinteso comune sull'ebollizione. Pensiamo che l'ebollizione avvenga per la presenza di alte temperature. Ma non è vero. In questa sezione vedremo come la pressione influisca sul punto di ebollizione di una sostanza.
Possiamo far bollire l'acqua anche a 15 gradi centigradi solo se la pressione dell'ambiente è molto inferiore o diciamo in condizioni di vuoto. Sono la pressione di vapore del liquido e la pressione ambiente che determinano il punto di ebollizione. Quando i valori della pressione ambiente e di vapore diventano uguali, è allora che la sostanza inizierà a bollire.
Immagine crediti: utente: Markus Schweiss, Kochendes wasser02, CC BY-SA 3.0
Tipi di bollitura
Il concetto di bollitura può sembrarci semplice, eppure è ancora diviso in tre tipi. Questi tre tipi sono discussi nella sezione seguente-
- Bollire i nucleati – Questo è il tipo più comune di bollitura. In questo tipo, possiamo vedere la formazione di bolle di vapore sulla superficie in cui avviene il trasferimento di calore. Queste bolle di calore si muovono verso l'alto e portano il calore con loro. Il trasferimento di calore attraverso bolle di calore è un modo molto efficiente per trasferire il calore.
- Ebollizione di transizione – Il trasferimento di calore attraverso le bolle non aumenta indefinitamente ma raggiunge un valore costante o un valore critico di flusso di calore. Dopo aver raggiunto questo punto il coefficiente di calore inizia a diminuire. Il motivo è una gran parte del vapore che forma un film isolante vicino alla superficie.
- Film in ebollizione– Quando aumentiamo ulteriormente la temperatura, possiamo vedere lo strato di vapore che ricopre la superficie. Ciò riduce il trasferimento di calore dovuto alla convezione.
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Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.