कौन से तरल पदार्थ पानी से कम गैस तापमान पर उबालते हैं?

पदार्थों के क्वथनांक आणविक स्तर पर उनकी संरचना के आधार पर भिन्न होते हैं। हम सभी मानक दबाव पर पानी के क्वथनांक से परिचित हैं - 100 डिग्री सेल्सियस या 212 डिग्री फ़ारेनहाइट। हालाँकि, कई पदार्थ जिन्हें आप गैस समझते हैं, वे केवल गैस हैं क्योंकि उनके क्वथनांक कमरे के तापमान से काफी नीचे होते हैं। यहां तक ​​कि कुछ पदार्थ जो कमरे के तापमान पर तरल होते हैं, जैसे इथेनॉल, में पानी की तुलना में कम क्वथनांक होता है।

नाइट्रोजन (N2), कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन (O2), हीलियम, क्लोरीन (Cl2) और हाइड्रोजन सभी ऐसे पदार्थों के परिचित उदाहरण हैं जो पानी की तुलना में बहुत कम तापमान पर उबालते हैं। तरल हीलियम में सबसे कम क्वथनांक होता है - लगभग -452 डिग्री फ़ारेनहाइट, पूर्ण शून्य से केवल 4.2 डिग्री सेल्सियस ऊपर। हालांकि इन पदार्थों को गैस कहा जाता है, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि किसी विशिष्ट तापमान को छोड़कर किसी भी पदार्थ को "गैस" या "तरल" के रूप में परिभाषित नहीं किया जा सकता है। तरल, ठोस और गैस सभी पदार्थ की अलग-अलग अवस्थाएँ हैं, और एक पदार्थ तापमान और दबाव के आधार पर इन तीन अवस्थाओं में से किसी एक में रह सकता है।

पानी में एक द्विध्रुवीय क्षण होता है, जिसका अर्थ है कि यह ध्रुवीय है क्योंकि ऑक्सीजन पर कमजोर आंशिक नकारात्मक चार्ज है और हाइड्रोजन पर कमजोर आंशिक सकारात्मक चार्ज है। हालांकि, गैसोलीन में पाए जाने वाले हाइड्रोकार्बन यौगिक गैर-ध्रुवीय होते हैं। लन्दन परिक्षेपण बल कहे जाने वाले अन्योन्यक्रिया अध्रुवीय अणुओं को ठोस या द्रव अवस्था में एक साथ रखते हैं; जैसे-जैसे अणुओं का आकार बढ़ता है, ये लंदन की ताकतें मजबूत होती जाती हैं। नतीजतन, गैसोलीन के घटकों जैसे कई छोटे गैर-ध्रुवीय अणु पानी की तुलना में कम तापमान पर उबालते हैं क्योंकि अंतःक्रियात्मक बातचीत कमजोर होती है।

पानी के अणुओं की तरह, अल्कोहल ध्रुवीय होते हैं और एक विशेष प्रकार का बंधन भी बना सकते हैं जिसे हाइड्रोजन बांड कहा जाता है। हालाँकि, पानी के अणु दो हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं, जबकि एक अल्कोहल केवल एक बना सकता है। अल्कोहल का क्वथनांक समान आकार के हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक होता है लेकिन पानी की तुलना में कम क्वथनांक होता है। इस तरह आप व्हिस्की की तरह शराब बनाते हैं: आसवन के माध्यम से इथेनॉल सामग्री को बढ़ाने के लिए।

कई अन्य अणुओं में पानी की तुलना में कम क्वथनांक होता है। एक उल्लेखनीय उदाहरण ईथर नामक अणुओं का एक वर्ग है, जिसमें ऑक्सीजन दो कार्बन से बंधी होती है; वे थोड़े ध्रुवीय होते हैं लेकिन पानी या अल्कोहल की तरह ध्रुवीय नहीं होते हैं और हाइड्रोजन बांड नहीं बना सकते हैं, इसलिए उनके क्वथनांक कम होते हैं। एक अन्य उदाहरण अमोनिया है, जिसे आमतौर पर पानी में घोलकर बेचा जाता है। यह 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे उबलता है और कमरे के तापमान पर गैस के रूप में पाया जाता है, हालांकि यह आसानी से घुल जाती है।