Khái niệm nhiệt độ sôi của một chất
Nhiệt độ sôi của một chất là giới hạn ở nhiệt độ mà chất lỏng đó sẽ chuyển sang thể khí, xảy ra ở cả bên trong và bên trên bề mặt chất lỏng. Đây là một thông số quan trọng để xác định tính chất của chất lỏng và phân biệt chúng với nhau.
Sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Bất kỳ một hợp chất hữu cơ nào đều có một nhiệt độ sôi nhất định và khác nhau ở mỗi chất. Sự khác nhau này phụ thuộc vào cấu trúc phân tử và tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất bao gồm khối lượng phân tử, kích thước phân tử, sức mạnh liên kết và độ phân cực của phân tử.
Tính chất quan trọng của nhiệt độ sôi
Nhiệt độ sôi của một chất cũng ảnh hưởng đến các tính chất khác của chất đó như độ nhớt, độ bốc hơi, áp suất hơi và độ dẫn điện. Việc hiểu rõ về nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ là rất quan trọng trong các ứng dụng trong ngành công nghiệp, khoa học và kỹ thuật.
So sánh nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Nhiệt độ sôi của các chất
Nhiệt độ sôi của một chất là giới hạn ở nhiệt độ mà chất lỏng đó sẽ chuyển sang thể khí (xảy ra ở cả bên trong và bên trên bề mặt chất lỏng). Bất cứ một hợp chất hữu cơ nào đều có một nhiệt độ sôi nhất định và khác nhau ở mỗi chất.
Nguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ bao gồm:
1. Liên kết hiđro (Xét với các loại hợp chất khác nhau)
Nếu hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
2. Độ phân cực phân tử (Xét với các loại hợp chất khác nhau, không có liên kết hidro)
Nếu hai hợp chất có cùng loại liên kết hiđro, hợp chất nào có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
3. Khối lượng mol phân tử (xét với các chất đồng đẳng)
Nếu hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans. Điều này là do mô men lưỡng cực khác nhau giữa hai đồng phân.
4. Hình dạng phân tử (xét với các đồng phân)
Hình dạng phân tử cũng có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ.
Trình tự so sánh nhiệt độ sôi
Như vậy, trình tự so sánh nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ là:
- So sánh khối lượng mol phân tử của các chất đồng đẳng.
- Xét độ phân cực phân tử (nếu có) của các hợp chất
Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Liên kết hiđro (Xét với các loại hợp chất khác nhau)
– Hợp chất có liên kết hiđro thì nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất không có liên kết hiđro
VD: HCOOH > HCHO
– Liên kết hiđro càng bền, nhiệt độ sôi càng cao
VD: CH3COOH > C2H5OH > C2H5NH2
– Hợp chất có liên kết hiđro liên phân tử có nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất có liên kết hiđro nội phân tử.
VD:
Nguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi
Nguyên tắc 4: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì hợp chất nào có diện tích tiếp xúc phân tử lớn hơn sẽ có nhiệt độ cao hơn hơn.
Nguyên tắc 5: Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 6: Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Thứ tự ưu tiên các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Với vòng benzen: o- < m- < p-
Độ phân cực phân tử (Xét với các loại hợp chất khác nhau, không có liên kết hidro)
- Phân tử có độ phân cực lớn có nhiệt độ sôi cao hơn (độ phân cực là mức độ chênh lệch về lực hút trong phân tử khi có nhóm hút electron)
- Este > Xeton > Anđehit > Dẫn xuất halogen > Ete > CxHy
- -COO – > C = O > CHO > R – X > -O- > C – H
Khối lượng mol phân tử (xét với các chất đồng đẳng)
- Khối lượng phân tử lớn, nhiệt độ sôi càng lớn
- Ví dụ: CH3COOH > HCOOH
Hình dạng phân tử (xét với các đồng phân)
- Hình dạng càng nhiều nhánh, nhiệt độ sôi càng thấp, nhiệt độ nóng chảy càng cao (do diện tích tiếp xúc phân tử giảm)
- Nhánh càng gần nhóm chức thì nhiệt độ sôi càng thấp
- Đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans (do momen lưỡng cực lớn hơn).
Trình tự so sánh nhiệt độ sôi
Phân loại liên kết Hidro và không liên kết Hidro
Nhóm liên kết Hidro: Loại liên kết hidro → Khối lượng → Cấu tạo phân tử
Nhóm không lk Hidro: Khối lượng → Cấu tạo phân tử
Bài tập áp dụng
Câu 1. Nhiệt độ sôi của các axit cacboxylic cao hơn anđehit, xeton, ancol có cùng số nguyên tử C là do:
A. Axit cacboxylic chứa nhóm C = O và nhóm OH
B. Phân tử khối của axit lớn hơn và nguyên tử H của nhóm axit linh động hơn
C. Có sự tạo thành liên kết hiđro liên phân tử bền
D. Các axit cacboxylic đều là chất lỏng hoặc chất rắn
Câu 2. So sánh nhiệt độ sôi của các chất axit axetic, axeton, propan, etanol:
A. CH3COOH > CH3CH2CH3 > CH3COCH3 > C2H5OH
B. C2H5OH > CH3COOH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
C. CH3COOH > C2H5OH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
D. C2H5OH > CH3COCH3 > CH3COOH > CH3CH2CH3
Câu 3.
Trong số các chất sau, chất có nhiệt độ sôi cao nhất là:
Câu 3:
Chỉ ra thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất:
- A. CH3OH < CH3CH2COOH < NH3 < HCl
- B. C2H5Cl < CH3COOCH3 < C2H5OH < CH3COOH
- C. C2H5Cl < CH3COOH < C2H5OH
- D. HCOOH < CH3OH < CH3COOH < C2H5F
Câu 4:
Xét phản ứng: CH3COOH + C2H5OH => CH3COOC2H5 + H2O. Trong các chất trong phương trình phản ứng trên, chất có nhiệt độ sôi thấp nhất là:
- A. C2H5OH
- B. CH3COOC2H5
- C. H2O
- D. CH3COOH
Nguồn tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/Nhi%E1%BB%87t_%C4%91%E1%BB%99_n%C3%B3ng_ch%E1%BA%A3y
