Vilka vätskor kokar vid en lägre gastemperatur än vatten?

Substansens kokpunkter varierar beroende på deras struktur på molekylär nivå. Vi känner alla till kokpunkten för vatten vid standardtryck - 100 grader Celsius eller 212 grader Fahrenheit. Många av de ämnen du tänker på som gaser är emellertid bara gaser eftersom deras kokpunkter ligger långt under rumstemperatur. Även vissa ämnen som är vätskor vid rumstemperatur, som etanol, har lägre kokpunkter än vatten.

Kväve (N2), koldioxid, syre (O2), helium, klor (Cl2) och väte är alla välkända exempel på ämnen som kokar vid mycket lägre temperaturer än vatten. Flytande helium har den lägsta kokpunkten av alla - cirka -452 grader Fahrenheit, bara 4,2 grader Celsius över absolut noll. Även om dessa ämnen kallas gaser är det viktigt att komma ihåg att inget ämne kan definieras som en "gas" eller en "vätska" utom vid en viss temperatur. Flytande, fast ämne och gas är alla olika ämnestillstånd, och ett ämne kan bo i något av dessa tre tillstånd, beroende på temperatur och tryck.

Vatten har ett dipolmoment, vilket betyder att det är polärt eftersom det är svag partiell negativ laddning på syre och svag partiell positiv laddning på väten. Kolväteföreningar som de som finns i bensin är dock icke-polära. Interaktioner som kallas London-dispersionskrafter håller samman icke-polära molekyler i fast eller flytande fas; dessa Londonkrafter blir starkare när molekylernas storlek ökar. Följaktligen kokar många mindre icke-polära molekyler som komponenterna i bensin vid en lägre temperatur än vatten eftersom de intermolekylära interaktionerna är svagare.

Liksom vattenmolekyler är alkoholer polära och kan också bilda en speciell typ av bindning som kallas vätebindning. Vattenmolekyler kan emellertid bilda två vätebindningar, medan en alkohol bara kan bilda en. Alkoholer tenderar att ha en högre kokpunkt än kolväten av samma storlek men en lägre kokpunkt än vatten. Så gör du sprit som whisky: genom destillation för att öka etanolinnehållet.

Många andra molekyler har lägre kokpunkter än vatten. Ett anmärkningsvärt exempel är en klass av molekyler som kallas etrar, som har ett syre bundet till två kol; de är något polära men inte lika polära som vatten eller alkoholer och kan inte bilda vätebindningar, så de har vanligtvis lägre kokpunkter. Ett annat exempel är ammoniak, som vanligtvis säljs upplöst i vatten. Det kokar under 0 grader Celsius och vid rumstemperatur finns det som en gas, om än en som löser sig lätt.