Quali liquidi bollono a una temperatura del gas inferiore a quella dell'acqua?

I punti di ebollizione delle sostanze variano a seconda della loro struttura a livello molecolare. Conosciamo tutti il ​​punto di ebollizione dell'acqua a pressione standard: 100 gradi Celsius o 212 gradi Fahrenheit. Molte delle sostanze che consideri gas, tuttavia, sono solo gas perché i loro punti di ebollizione sono ben al di sotto della temperatura ambiente. Anche alcune sostanze che sono liquide a temperatura ambiente, come l'etanolo, hanno punti di ebollizione più bassi dell'acqua.

Azoto (N2), anidride carbonica, ossigeno (O2), elio, cloro (Cl2) e idrogeno sono tutti esempi familiari di sostanze che bollono a temperature molto più basse dell'acqua. L'elio liquido ha il punto di ebollizione più basso di tutti: circa -452 gradi Fahrenheit, solo 4,2 gradi Celsius sopra lo zero assoluto. Sebbene queste sostanze siano chiamate gas, è importante ricordare che nessuna sostanza può essere definita "gas" o "liquido" se non a una determinata temperatura. Liquido, solido e gas sono solo stati diversi della materia e una sostanza può abitare uno qualsiasi di questi tre stati, a seconda della temperatura e della pressione.

L'acqua ha un momento di dipolo, il che significa che è polare perché c'è una debole carica parziale negativa sull'ossigeno e una debole carica parziale positiva sugli idrogeni. I composti di idrocarburi come quelli che si trovano nella benzina, tuttavia, non sono polari. Le interazioni chiamate forze di dispersione di Londra tengono insieme molecole non polari nella fase solida o liquida; queste forze di Londra diventano più forti all'aumentare della dimensione delle molecole. Di conseguenza, molte molecole non polari più piccole come i componenti della benzina bollono a una temperatura inferiore a quella dell'acqua perché le interazioni intermolecolari sono più deboli.

Come le molecole d'acqua, gli alcoli sono polari e possono anche formare un tipo speciale di legame chiamato legame idrogeno. Le molecole d'acqua, tuttavia, possono formare due legami idrogeno, mentre un alcol può formarne solo uno. Gli alcoli tendono ad avere un punto di ebollizione più alto degli idrocarburi della stessa dimensione ma un punto di ebollizione più basso dell'acqua. Ecco come si fa un liquore come il whisky: attraverso la distillazione per aumentare il contenuto di etanolo.

Molte altre molecole hanno punti di ebollizione più bassi dell'acqua. Un esempio notevole è una classe di molecole chiamate eteri, che hanno un ossigeno legato a due atomi di carbonio; sono leggermente polari ma non polari come l'acqua o gli alcoli e non possono formare legami idrogeno, quindi in genere hanno punti di ebollizione più bassi. Un altro esempio è l'ammoniaca, che in genere viene venduta sciolta in acqua. Bolle al di sotto di 0 gradi Celsius ea temperatura ambiente si trova come un gas, anche se si dissolve facilmente.