Кои течности кипят при по-ниска температура на газа от водата?

Точките на кипене на веществата варират в зависимост от тяхната структура на молекулярно ниво. Всички сме запознати с точката на кипене на вода при стандартно налягане - 100 градуса по Целзий или 212 градуса по Фаренхайт. Много от веществата, които смятате за газове, обаче са само газове, тъй като точките им на кипене са доста под стайната температура. Дори някои вещества, които са течности със стайна температура, като етанол, имат по-ниски точки на кипене от водата.

Азотът (N2), въглеродният диоксид, кислородът (O2), хелийът, хлорът (Cl2) и водородът са познати примери за вещества, които кипят при много по-ниски температури от водата. Течният хелий има най-ниската точка на кипене от всички - около -452 градуса по Фаренхайт, само 4.2 градуса по Целзий над абсолютната нула. Въпреки че тези вещества се наричат ​​газове, важно е да запомните, че нито едно вещество не може да бъде определено като „газ“ или „течност“, освен при определена температура. Течността, твърдото вещество и газът са просто различни състояния на материята и веществото може да обитава всяко едно от тези три състояния, в зависимост от температурата и налягането.

Водата има диполен момент, което означава, че е полярна, защото има слаб частичен отрицателен заряд върху кислорода и слаб частичен положителен заряд върху водородите. Въглеводородните съединения като тези в бензина обаче са неполярни. Взаимодействията, наречени лондонски дисперсионни сили, задържат неполярни молекули заедно в твърдата или течната фаза; тези лондонски сили стават по-силни с увеличаване на размера на молекулите. Следователно много по-малки неполярни молекули като компонентите на бензина кипят при по-ниска температура от водата, тъй като междумолекулните взаимодействия са по-слаби.

Подобно на водните молекули, алкохолите са полярни и могат също да образуват специален вид връзка, наречена водородна връзка. Водните молекули обаче могат да образуват две водородни връзки, докато алкохолът може да образува само една. Алкохолите обикновено имат по-висока точка на кипене от въглеводородите със същия размер, но по-ниска точка на кипене от водата. Ето как се прави алкохол като уиски: чрез дестилация за увеличаване на съдържанието на етанол.

Много други молекули имат по-ниски точки на кипене от водата. Един забележителен пример е клас молекули, наречени етери, които имат кислород, свързан с два въглерода; те са леко полярни, но не толкова полярни като водата или алкохолите и не могат да образуват водородни връзки, така че обикновено имат по-ниски точки на кипене. Друг пример е амонякът, който обикновено се продава разтворен във вода. Кипи под 0 градуса по Целзий и при стайна температура се намира като газ, макар и такъв, който се разтваря лесно.