Różnica między substancjami lotnymi i nielotnymi
Główna różnica – substancje lotne i nielotne
Substancje można podzielić na dwie kategorie w oparciu o lotność: substancje lotne i nielotne. Lotność substancji odnosi się do jej zdolności do przechodzenia z fazy ciekłej do fazy parowej. Substancja, która może przejść do fazy gazowej bezpośrednio z fazy stałej poprzez sublimację, jest również uważana za lotną. Główna różnica między substancjami lotnymi i nielotnymi polega na tym, że substancje lotne łatwo przechodzą w fazę gazową, podczas gdy substancje nielotne nie przechodzą łatwo w fazę gazową.
W tym artykule omówiono,
1. Co to jest lotność
2. Czym są substancje lotne
– Definicja, właściwości, charakterystyka, przykłady
3. Czym są substancje nielotne
– Definicja, właściwości, charakterystyka, przykłady
4. Jaka jest różnica między substancjami lotnymi i nielotnymi
Czym jest lotność
Wolność jest bezpośrednio związana z prężnością par substancji. Prężność pary to ciśnienie substancji po przejściu do fazy gazowej. Lotność jest również ściśle związana z temperaturą wrzenia. Substancja o niższej temperaturze wrzenia ma wyższą lotność i prężność pary.
Na lotność substancji wpływa siła sił międzycząsteczkowych. Na przykład, woda nie jest łatwo lotne w temperaturze pokojowej i musi być ogrzewany w celu odparowania. Dzieje się tak z powodu wiązań wodorowych pomiędzy cząsteczkami. Ponieważ wiązania wodorowe są znacznie silniejsze, woda ma wyższą temperaturę wrzenia i stosunkowo mniejszą lotność. W przeciwieństwie do niej, niepolarne rozpuszczalniki organiczne, takie jak heksan, są łatwo lotne, ponieważ mają słabe siły Van Der Waalsa. Dlatego mają one również niskie temperatury wrzenia.
Ciężar cząsteczkowy również odgrywa rolę w lotności. Substancje o większej masie cząsteczkowej mają mniejszą tendencję do odparowywania, podczas gdy związki o mniejszej masie cząsteczkowej mogą być łatwo odparowywane.
Co to są substancje lotne
Substancje lotne to substancje, które mają większą zdolność do przechodzenia w fazę parową. Mają one znacznie słabsze przyciąganie międzycząsteczkowe, stąd mogą łatwo przechodzić w fazę parową. Mają też wyższe prężności par i niższe temperatury wrzenia. Większość związków organicznych jest lotna. Można je łatwo rozdzielić za pomocą destylacji lub wyparek obrotowych, dostarczając jedynie niewielką ilość ciepła. Większość z nich odparowuje w temperaturze pokojowej w kontakcie z powietrzem. Dzieje się tak z powodu słabych sił międzycząsteczkowych.
Przyjmijmy aceton jako przykład. Aceton (CH3COCH3) jest bardzo lotnym związkiem, który łatwo odparowuje, gdy jest wystawiony na działanie powietrza. Kiedy niewielką ilość acetonu wleje się do szkiełka zegarkowego i trzyma przez jakiś czas, cząsteczki acetonu w najwyższej warstwie łatwo uwalniają się od innych cząsteczek i przechodzą w fazę parową. To odsłania kolejne warstwy, a w końcu wszystkie pozostałe cząsteczki acetonu przekształcają się w fazę parową.
Większość produktów, z których korzystamy na co dzień, zawiera substancje lotne. Niektóre przykłady obejmują paliwa kopalne, farby, powłoki, perfumy, aerozole i itp. Są one w pewnym stopniu szkodliwe dla zdrowia. Organiczne związki lotne mogą zatrzymywać się w atmosferze i przedostawać się do naszych systemów poprzez wdychanie. Związki te mogą powodować szkodliwe skutki przy przewlekłym narażeniu. Ponadto, powodują one szkodliwe warunki środowiskowe, takie jak globalne ocieplenie i zubożenie warstwy ozonowej.
Rysunek 1: Perfumy, przykład substancji lotnej
Co to są substancje nielotne
Związki, które nie zmieniają się łatwo w parę nazywane są związkami nielotnymi. Wynika to głównie z ich silniejszych sił międzycząsteczkowych. Wspólną cechą takich związków jest niższa prężność pary i wysoka temperatura wrzenia. Obecność solutu w rozpuszczalniku obniża zdolność tego konkretnego rozpuszczalnika do odparowania. Jednak po odparowaniu nielotny rozpuszczalnik nie pojawi się w fazie parowej lotnego rozpuszczalnika.
Istnieje kilka nielotnych cieczy. Woda o temperaturze wrzenia 100 ̊C, jest doskonałym przykładem nielotnej cieczy. Jak wspomniano wcześniej, jest to spowodowane obecnością silnych wiązań wodorowych między cząsteczkami wody. Rtęć jest również nielotną cieczą. Rtęć jest jedynym metalem, który jest cieczą w temperaturze pokojowej. Ponieważ zawiera wiązania metaliczne, jony rtęci metalu osadzone w morzu elektronów, nie może łatwo wyparować i ma bardzo wysoką temperaturę wrzenia i niską prężność par.
Rycina 2: Rtęć, przykład substancji nielotnej
Różnica między substancjami lotnymi i nielotnymi
Definicja
Substancja lotna: Substancje lotne łatwo przechodzą do fazy gazowej.
Substancje nielotne: Substancje nielotne nie przechodzą łatwo w fazę gazową.
Ciśnienie pary
Substancja lotna: Substancje lotne mają stosunkowo wysoką prężność par.
Substancje nielotne: Nonvolatile substances have a comparatively low vapour pressure.
Boiling Point
Volatile Substance: Temperatura wrzenia substancji lotnych jest stosunkowo niska.
Substancje nielotne: Temperatura wrzenia substancji nielotnych jest stosunkowo wysoka.
Atrakcje międzycząsteczkowe
Substancje lotne: Mają one słabsze przyciąganie międzycząsteczkowe.
Substancje nielotne: Te mają silne przyciąganie międzycząsteczkowe.
Wniosek
Związki lotne mogą być łatwo wysłane do fazy parowej. Zazwyczaj substancje lotne mają temperatury wrzenia niższe niż 100 ̊C. Natomiast związki nielotne są trudne do przeniesienia do fazy gazowej, a ich temperatury wrzenia są znacznie wyższe. Również związki lotne mają wyższą prężność par w porównaniu ze związkami nielotnymi.
Związki lotne mają również słabsze siły międzycząsteczkowe, takie jak siły Van Der Waalsa. Większość lotnych związków to niepolarne związki organiczne. Dlatego też nie mają one silniejszych atrakcji międzycząsteczkowych. Związki nielotne są w większości polarne i mają silniejsze oddziaływania między cząsteczkami. Na tym polega różnica między substancjami lotnymi i nielotnymi.
Reference:
1. „Helmenstine, Anne Marie. „Here’s What Volatile Means in Chemistry.” About.com Education. N.p., 17 Feb. 2017. Web. 21 Feb. 2017.
2. „Vapor Pressure.” Department of Chemistry. Purdue University, n.d. Web. 21 Feb. 2017.
3. „Volatile Organic Compounds (VOCs).” Enviropedia. N.p., n.d. Web. 21 Feb. 2017.
4. „Helmenstine, Anne Marie. „Understand What Nonvolatile Means in Chemistry.” About.com Education. N.p., 14 Oct. 2016. Web. 21 Feb. 2017.
Image Courtesy:
1. „Vintage Atomizer Perfume Bottle „By Angela Andriot – Vetiver Aromatics. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. „Hydrargyrum „By Hi-Res Images of Chemical Elements (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
.