MENDIDIH: KONSEP, JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2024

The mendidih adalah perubahan keadaan atau fasa cecair kepada keadaan gas. Ia berlaku apabila cecair dipanaskan ke titik didihnya: suhu di mana tekanan wap cecair sama dengan tekanan atmosfera yang diberikan di permukaan cecair.

Secara umum, dalam mendidih panas dibekalkan di bahagian bawah bekas yang mengandungi cecair. Di sana bermula pembentukan gelembung yang meningkat dalam jumlah ketika mereka naik ke permukaan cairan, kerana tekanan pada mereka menurun ketika mereka naik.

Apabila cecair mendidih, dikatakan telah mencapai titik didihnya. Sumber: Pixabay.

Apabila cecair yang dipanaskan adalah air, gelembung mengandungi wap air; iaitu, mereka sudah mengandung air dalam keadaan gas. Di samping itu, gelembung diedarkan ke seluruh isi padu cecair. Suhu didih air sekitar 100ºC, pada tekanan 1 atm (760 mmHg).

Untuk menghasilkan perubahan keadaan dari fasa cair ke fasa gas, perlu membekalkan tenaga (entalpi pengewapan). Semasa mendidih berlaku, suhu air tetap berterusan pada 100 ºC, kerana tenaga haba hilang kerana molekul air cair keluar sebagai wap air.

Jenis pendidihan

Terdapat dua jenis mendidih utama: nukleasi, dan fluks haba kritikal.

Dalam mendidih nukleat, gelembung berukuran kecil terbentuk di tempat yang berlainan dalam isi padu cecair.

Pembentukan gelembung diperhatikan setelah kenaikan suhu

Sementara itu, dalam aliran kritikal mendidih berlaku apabila permukaan di mana haba dibekalkan menyebabkan mendidih, memanaskan di atas nilai suhu kritikal, membentuk lapisan wap di permukaan.

Takat didih

Faktor yang menentukan takat didih

Tekanan atmosfera

Peningkatan tekanan atmosfera mengakibatkan kenaikan titik didih, kerana perlu untuk meningkatkan tekanan uap air untuk menyamakan tekanan atmosfera. Untuk mencapai ini, suhu air mesti dinaikkan, memerlukan pengeluaran kalori yang lebih tinggi.

Sebaliknya, apabila tekanan atmosfera menurun, seperti terjadi di gunung ketinggian di atas permukaan laut, titik didih menurun, kerana tekanan wap yang lebih rendah diperlukan yang sama dengan tekanan atmosfera.

Daya antara molekul

Molekul dalam larutan mempunyai beberapa jenis interaksi, termasuk: daya serakan atau daya London, daya dipol-dipol, dan ikatan hidrogen. Semakin besar kekuatan daya ini, semakin tinggi takat didihnya.

Tenaga haba diperlukan untuk memutuskan interaksi antara molekul sehingga dapat mempunyai tenaga yang cukup untuk mendidih. Contohnya: metil eter (C ₂ H ₆ O) mempunyai takat didih 25 ° C, manakala etil eter (C ₄ H ₁₀ O) mempunyai takat didih 78.5 ° C.

Perbezaan antara titik didih, walaupun mempunyai struktur kimia yang serupa, dijelaskan kerana etil eter mempunyai jisim molekul yang lebih tinggi; Mereka berdua membentuk ikatan hidrogen, tetapi daya serakan dalam C ₄ H ₁₀ O lebih kuat daripada pada C ₂ H ₆ O.

Perbezaan antara pendidihan dan penyejatan

Pendidihan berasal dari cecair berhampiran sumber haba, kemudian menyebar ke seluruh isi padu cecair. Ini dilihat dalam ilustrasi ini:

Sementara itu, penyejatan adalah fenomena permukaan cecair.

Penyejatan berlaku apabila molekul cecair di antara muka udara-cecair mempunyai tenaga yang cukup untuk mengatasi tegangan permukaan yang diberikan padanya; sehingga terkeluar dari sinus cecair dan masuk ke fasa gas.

Penyejatan boleh berlaku pada suhu apa pun, tetapi kemungkinan kejadiannya meningkat dengan suhu. Pada gambar berikut, anda dapat melihat air menguap dari tanah:

Contohnya mendidih

Pensterilan wap

Ia dilakukan dalam peralatan yang disebut autoklaf, yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan tekanan tinggi yang dikeluarkan oleh wap air, yang tidak dapat melepaskan diri. Begitu juga, terdapat peningkatan takat didih air, yang memungkinkannya mencapai suhu melebihi 100 ºC.

Dalam autoklaf, bahan untuk kultur tisu, bahan pembedahan, bahan untuk digunakan di makmal, media kultur, dll disterilkan. Keadaan yang digunakan untuk pensterilan di autoklaf adalah: tekanan 15 paun, suhu 121 ºC dan jangka masa 15 minit.

Memasak makanan

Makanan dipanaskan dengan meletakkannya di dalam air. Semasa memasaknya, suhu digunakan sama dengan takat didih air (100 ºC). Makanan dipanaskan, selama waktu yang ditunjukkan oleh pengalaman, untuk mencapai keadaan optimum untuk pengambilan.

Makanan Cina menggunakan sedikit mendidih dan mengukus untuk mengekalkan warna, tekstur, dan rasa makanan. Jenis memasak yang dikenali sebagai reneh menggunakan suhu di bawah takat didih. Memasak makanan juga digunakan dengan menggunakan wap.

Periuk tekanan

Periuk tekanan digunakan dalam memasak makanan. Pengoperasiannya didasarkan pada kemampuannya untuk membatasi keluarnya wap air yang dihasilkan ke atmosfera, yang menghasilkan peningkatan tekanan dalaman.

Peningkatan tekanan yang diberikan pada permukaan cecair di dalam periuk bermaksud peningkatan pada titik didih dan mencapai suhu melebihi 100 ºC. Ini mengurangkan masa memasak dan dengan itu menjimatkan penggunaan bahan bakar.

Pelesapan haba

Air direbus di permukaan hidrofilik untuk menyejukkan reaktor nuklear dan alat elektronik berkuasa tinggi, sehingga menghalangnya daripada terlalu panas. Untuk mencapai titik didih dan mendidih, air mesti mengambil haba dari persekitarannya dan ini menghasilkan penurunan suhu.

Penentuan jisim molar zat terlarut

Meningkatkan takat didih air adalah sifat koligatif; dan oleh itu bergantung kepada kepekatan larutan terlarut. Mengetahui, jisim molar zat terlarut dapat dianggarkan. Walau bagaimanapun, terdapat kaedah yang lebih tepat, seperti spektrometri massa, yang masih merupakan kaedah yang berguna.

Industri gula

Dalam penyulingan gula tebu untuk penghasilan gula kristal, jus tebu direbus dan suhu yang dicapai bergantung pada kepekatan gula di dalamnya.

Peningkatan titik didih jus tebu adalah ukuran kepekatan gula dalam larutan. Ini adalah maklumat penting untuk mencapai penghabluran gula.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (26 September 2019). Definisi Mendidih dalam Kimia. Dipulihkan dari: thinkco.com
3. Wikipedia. (2019). Takat didih. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Breslyn W. & Wyler C. (29 September 2019). Mendidih. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
5. Mendidih. Dipulihkan dari: chem.purdue.edu
6. Pengarang Ensiklopedia Britannica. (19 Mei 2015). Mendidih. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
7. Prof Sofía Gutiérrez de Gamboa. (2008). Pensterilan oleh panas manusia. . Dipulihkan dari: ucv.ve
8. Universiti Purdue. (30 April 2018). Permukaan penghalau air dapat merebus air dengan cekap, membuat elektronik tetap sejuk. ScienceDaily. Dipulihkan dari: sciencedaily.com
9. Brennan, John. (2019). Penggunaan Ketinggian Titik didih. sciencing.com. Dipulihkan dari: sciencing.com