Haihtuvien ja haihtumattomien aineiden ero
Pääasiallinen ero – haihtuvat ja haihtumattomat aineet
Aineet voidaan luokitella haihtuvuuden perusteella kahteen luokkaan: haihtuvat ja haihtumattomat aineet. Aineen haihtuvuudella tarkoitetaan sen kykyä siirtyä nestefaasista höyryfaasiin. Haihtuvana pidetään myös ainetta, joka voi muuttua kaasufaasiin suoraan kiinteästä faasista sublimoitumalla. Tärkein ero haihtuvien ja ei-haihtuvien aineiden välillä on, että haihtuvat aineet siirtyvät helposti kaasufaasiin, kun taas ei-haihtuvat aineet eivät siirry helposti kaasufaasiin.
Tässä artikkelissa tarkastellaan,
1. Mitä on haihtuvuus
2. Mitä ovat haihtuvat aineet
– Määritelmä, ominaisuudet, ominaisuudet, esimerkit
3. Mitä ovat ei-haihtuvat aineet
– Määritelmä, ominaisuudet, ominaisuudet, esimerkit
4. Mitä eroa on haihtuvilla ja ei-haihtuvilla aineilla
Mitä on haihtuvuus
Haihtuvuus liittyy suoraan aineen höyrynpaineeseen. Höyrynpaine on aineen paine kaasufaasiin siirtymisen jälkeen. Haihtuvuus liittyy läheisesti myös kiehumispisteeseen. Aineella, jonka kiehumispiste on matalampi, on korkeampi haihtuvuus ja höyrynpaine.
Aineen haihtuvuuteen vaikuttaa molekyylien välisten voimien voimakkuus. Esimerkiksi vesi ei ole helposti haihtuvaa huoneenlämmössä, vaan sitä on lämmitettävä, jotta se haihtuisi. Tämä johtuu molekyylien välisistä vetysidoksista. Koska vetysidokset ovat paljon vahvempia, veden kiehumispiste on korkeampi ja haihtuvuus suhteellisesti pienempi. Sen sijaan poolittomat orgaaniset liuottimet, kuten heksaani, ovat helposti haihtuvia, koska niiden Van Der Waalsin voimat ovat heikkoja. Siksi myös niiden kiehumispisteet ovat alhaiset.
Myös molekyylipainolla on merkitystä haihtuvuuteen. Suuremman molekyylipainon omaavilla aineilla on vähemmän taipumusta höyrystyä, kun taas pienemmän molekyylipainon omaavat yhdisteet höyrystyvät helposti.
Mitä ovat haihtuvat aineet
Haihtuvat aineet ovat aineita, joilla on suurempi kyky siirtyä höyryfaasiin. Niillä on paljon heikommat molekyylien väliset vetovoimat, joten ne voivat helposti siirtyä höyryfaasiin. Niillä on myös korkeampi höyrynpaine ja matalampi kiehumispiste. Useimmat orgaaniset yhdisteet ovat haihtuvia. Ne voidaan helposti erottaa tislaamalla tai pyöröhaihduttimilla vain pienellä lämpömäärällä. Useimmat niistä haihtuvat huoneenlämmössä, kun ne altistuvat ilmalle. Tämä johtuu heikoista molekyylien välisistä voimista.
Otetaan esimerkiksi asetoni. Asetoni (CH3COCH3) on erittäin haihtuva yhdiste, joka haihtuu helposti pois, kun se altistuu ilmalle. Kun pieni määrä asetonia kaadetaan kellolasiin ja sitä säilytetään jonkin aikaa, ylimmässä kerroksessa olevat asetonimolekyylit irtoavat helposti muista molekyyleistä ja muuttuvat höyryfaasiksi. Tämä altistaa seuraavat kerrokset, ja lopulta kaikki jäljellä olevat asetonimolekyylit muuttuvat höyryfaasiksi.
Useimmat päivittäin käyttämämme tuotteet sisältävät haihtuvia aineita. Esimerkkejä ovat fossiiliset polttoaineet, maalit, pinnoitteet, hajusteet, aerosolit jne. Nämä ovat jokseenkin haitallisia terveydelle. Orgaaniset haihtuvat yhdisteet voivat säilyä ilmakehässä ja päästä elimistöömme hengittämällä. Nämä yhdisteet voivat aiheuttaa haitallisia vaikutuksia kroonisessa altistumisessa. Lisäksi ne aiheuttavat haitallisia ympäristöolosuhteita, kuten ilmaston lämpenemistä ja otsonikerroksen köyhtymistä.
Kuva 1: Hajuvesi, esimerkki haihtuvasta aineesta
Mitä ovat haihtumattomat aineet
Yhdisteitä, jotka eivät helposti muutu höyrystymiseksi, kutsutaan haihtumattomiksi yhdisteiksi. Tämä johtuu pääasiassa niiden voimakkaammista molekyylien välisistä voimista. Tällaisten yhdisteiden yhteisiä piirteitä ovat alhaisempi höyrynpaine ja korkea kiehumispiste. Liuenneen aineen läsnäolo liuottimessa vähentää kyseisen liuottimen kykyä haihtua. Haihtumattoman liuenneen aineen haihtumisen jälkeen haihtuvan liuottimen höyryfaasissa ei kuitenkaan esiinny haihtumatonta liuosta.
Haihtumattomia nesteitä on useita. Vesi, jonka kiehumispiste on 100 ̊C, on hieno esimerkki haihtumattomasta nesteestä. Kuten aiemmin käsiteltiin, tämä johtuu vesimolekyylien välisten vahvojen vetysidosten olemassaolosta. Elohopea on myös haihtumaton neste. Elohopea on ainoa metalli, joka on huoneenlämmössä nestemäinen. Koska se sisältää metallisidoksia, elektronimereen upotettuja metallisia elohopeaioneja, se ei voi helposti haihtua, ja sillä on erittäin korkea kiehumispiste ja alhainen höyrynpaine.
Kuvio 2: Elohopea, esimerkki ei-haihtuvasta aineesta
Haihtuvien ja ei-haihtuvien aineiden ero
Määritelmä
Haihtuva aine: Haihtuvat aineet siirtyvät helposti kaasufaasiin.
Haihtumattomat aineet: Haihtumattomat aineet eivät siirry helposti kaasufaasiin.
Höyrynpaine
Haihtuva aine: Haihtuvilla aineilla on verrattain korkea höyrynpaine.
Haihtumattomat aineet: Haihtumattomilla aineilla on verrattain alhainen höyrynpaine.
Kiehumispiste
Haihtuva aine: Haihtuvien aineiden kiehumispiste on verrattain alhainen.
Haihtumattomat aineet: Ei-haihtuvien aineiden kiehumispiste on verrattain korkea.
Intermolekulaariset vetovoimat
Haihtuva aine: Näillä on heikommat molekyylien väliset vetovoimat.
Haihtumattomat aineet: Näillä on vahvat molekyylien väliset vetovoimat.
Johtopäätös
Haihtuvat yhdisteet voidaan helposti lähettää höyryfaasiin. Yleensä haihtuvien aineiden kiehumispisteet ovat alle 100 ̊C. Sitä vastoin haihtumattomia yhdisteitä on vaikea siirtää kaasufaasiin, ja niiden kiehumispisteet ovat paljon korkeammat. Myös haihtuvien yhdisteiden höyrynpaine on korkeampi kuin ei-haihtuvien yhdisteiden.
Haihtuvilla yhdisteillä on myös heikommat molekyylien väliset voimat, kuten Van Der Waalsin voimat. Useimmat haihtuvat yhdisteet ovat poolittomia orgaanisia yhdisteitä. Siksi niillä ei ole voimakkaampia molekyylien välisiä vetovoimia. Haihtumattomat yhdisteet ovat enimmäkseen polaarisia, ja niillä on voimakkaampia molekyylien välisiä vuorovaikutuksia. Tämä on ero haihtuvien ja ei-haihtuvien aineiden välillä.
Reference:
1. ”Helmenstine, Anne Marie. ”Here’s What Volatile Means in Chemistry.” (Mitä haihtuvat aineet tarkoittavat kemiassa). About.com Education. N.p., 17. helmikuuta 2017. Web. 21.2.2017.
2. ”Vapor Pressure.” ”Höyrynpaine.” Kemian laitos. Purdue University, n.d. Web. 21.2.2017.
3. ”Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC).” Enviropedia. N.p., n.d. Web. 21 Feb. 2017.
4. ”Helmenstine, Anne Marie. ”Ymmärtää, mitä haihtumaton tarkoittaa kemiassa.” ”Understand What Nonvolatile Means in Chemistry.” About.com Education. N.p., 14.10.2016. Web. 21 Feb. 2017.
Kuvan kohteliaisuus:
1. ”Vintage Atomizer hajuvesipullo ”By Angela Andriot – Vetiver Aromatics. (CC BY-SA 3.0) kautta Commons Wikimedia
2. ”Hydrargyrum ”By Hi-Res Images of Chemical Elements (CC BY 3.0) kautta Commons Wikimedia
.