Varför har etanol lägre kokpunkt än vatten?
Hej!
Kokpunkten för etanol är ungefär 78 grader och för vatten 100 grader. I en uppgift står det "förklara varför kokpunkten för etanol är lägre än vattnets kokpunkt trots att etanol har starkare van der Waals-interaktioner."
Vatten har ju egentligen vätebindningar som är mycket starkare än van der Waals, är det därför vattnet har högre kokpunkt? Men borde inte etanol samtidigt ha dipol-dipolbindning?
Tack för svar!
Bara en tanke men vatten har ju möjlighet att göra fler vätebindningar än etanol, så det talar ju för att etanol borde ha lägre kokpunkt. Men samtidigt har etanol en mycket högre molmassa, vilket talar för att den skulle vara större. Det är nog svårt att säga hur mycket dock.
Ni är båda inne på rätt spår.
Etanol kan skapa van der Waals bindningar, mellan allt som inte är hydroxigruppen (-CH2HC3), men dessa bindningar är mycket mycket svagare än vätebindningarna, så detta spelar inte någon roll i detta sammanhang.
Etanol kan (teoretiskt) skapa tre vätebindningar, två via de fria elektronparen på syret, och ett via en bundna väteatomen. Medans vatten kan (teoretiskt) skapa ytterligare en vätebindning, alltså fyra, två via de fria elektronparen på syret, och två via de två bundna väteatomerna. Och som ni kanske redan listat ut, så går det åt ännu mer energi att bryta vattnets "ytterligare" vätebindning, och därför skiljer sig kokpunkterna.
Anledningen till att jag skrev "teoretiskt" är att det för flytande vatten och etanol, inte bildas det maximala antalet vätebindningar, utan aningen färre mellan t.ex. 3-4 för vatten. Detta p.g.a. molekylerna rör på sig hela tiden, och då kan inte genomsnittsmolekylen bilda fyra bindningar. I is däremot bildar vatten i princip fyra vätebindningar, men då rör sig molekylerna inte lika mycket.
Detta beror på att ethanol har en lägre molekylmassa och det krävs mindre energi för att få ethanol att koka, vilket resulterar i en lägre kokpunkt.
jujudo skrev:Detta beror på att ethanol har en lägre molekylmassa och det krävs mindre energi för att få ethanol att koka, vilket resulterar i en lägre kokpunkt.
Nej, det stämmer inte. Molekylmassan påverkar mindre än de bindningar som finns mellan molekylerna. Etanol har dessutom en högre molekylmassa än vatten.
Butan t.ex. som inte alls kan bilda vätebindningar, har trots en högre massa per molekyl (molmassa), 58g/mol, en mycket lägre kokpunkt -138°C.
För att ett molekyl skall kunna gå från vätska till gas (d.v.s. koka) behöver bindningarna mellan molekylerna brytas, så att molekylen kan "frigöra sig" från andra molekyler.Och för ämnen som kan bilda vätebindningar, t.ex. vatten och etanol, behöver de ganska starka vätebindningarna brytas.
Tack så mycket!
