Kurie skysčiai verda žemesnėje dujų temperatūroje nei vanduo?

Medžiagų virimo taškai skiriasi priklausomai nuo jų struktūros molekuliniu lygiu. Mes visi žinome vandens virimo temperatūrą esant standartiniam slėgiui - 100 laipsnių Celsijaus arba 212 laipsnių pagal Celsijų. Daugelis medžiagų, kurias jūs laikote dujomis, yra tik dujos, nes jų virimo temperatūra yra gerokai žemesnė nei kambario temperatūra. Net kai kurių medžiagų, kurios yra skysčiai kambario temperatūroje, pavyzdžiui, etanolio, virimo temperatūra yra žemesnė nei vandens.

Azotas (N2), anglies dioksidas, deguonis (O2), helis, chloras (Cl2) ir vandenilis yra visi žinomi medžiagų, verdančių daug žemesnėje temperatūroje nei vanduo, pavyzdžiai. Skystojo helio virimo temperatūra yra žemiausia iš visų - apie –452 laipsnius pagal Celsijų, tik 4,2 laipsnio Celsijaus virš absoliutaus nulio. Nors šios medžiagos vadinamos dujomis, svarbu nepamiršti, kad jokia medžiaga negali būti apibrėžiama kaip „dujos“ ar „skystis“, išskyrus tam tikrą temperatūrą. Skystos, kietos ir dujos yra tik skirtingos materijos būsenos, ir medžiaga gali gyventi bet kurioje iš šių trijų būsenų, priklausomai nuo temperatūros ir slėgio.

Vandens dipolio momentas reiškia, kad jis yra poliarinis, nes silpnas dalinis neigiamas deguonies krūvis ir silpnas dalinis teigiamas vandenilių krūvis. Angliavandenilių junginiai, tokie kaip benzine, yra nepoliniai. Londono dispersijos jėgomis vadinamos sąveikos palaiko nepolines molekules kietojoje ar skystojoje fazėje; šios Londono jėgos stiprėja, kai molekulių dydis didėja. Todėl daugelis mažesnių nepolinių molekulių, pavyzdžiui, benzino komponentai, verda žemesnėje temperatūroje nei vanduo, nes tarpmolekulinė sąveika yra silpnesnė.

Kaip ir vandens molekulės, alkoholiai yra poliniai ir taip pat gali sudaryti specialų ryšį, vadinamą vandenilio ryšiu. Tačiau vandens molekulės gali sudaryti dvi vandenilio jungtis, o alkoholis - tik vieną. Alkoholių virimo temperatūra paprastai būna aukštesnė nei to paties dydžio angliavandenilių, tačiau virimo temperatūra žemesnė nei vandens. Taip gaminate alkoholinius gėrimus kaip viskis: distiliuodami padidinkite etanolio kiekį.

Daugelio kitų molekulių virimo temperatūra yra žemesnė nei vandens. Vienas pastebimas pavyzdys yra molekulių, vadinamų eteriais, klasės, turinčios deguonį, sujungtą su dviem anglimis; jie yra šiek tiek poliniai, bet nėra tokie poliariški kaip vanduo ar alkoholiai ir negali sudaryti vandenilio jungčių, todėl paprastai jų virimo temperatūra yra žemesnė. Kitas pavyzdys yra amoniakas, kuris paprastai parduodamas ištirpęs vandenyje. Verda žemiau 0 laipsnių Celsijaus ir kambario temperatūroje randama kaip dujos, nors ir lengvai tirpstančios.