TITIK DIDIH: KONSEP, PENGIRAAN DAN CONTOH - KIMIA

The takat didih ialah suhu di mana tekanan wap cecair bersamaan tekanan atmosfera di dalam bilik atau petak. Cecair bertukar menjadi wap. Semasa fasa ini, gelembung muncul yang naik ke arah permukaan cecair dan melarikan diri ke udara.

Sebaliknya, titik didih normal atau standard adalah suhu di mana cecair mendidih di permukaan laut; iaitu, pada satu suasana tekanan (101.325 kPa). Sementara itu, IUPAC (1982) mendefinisikan takat didih sebagai suhu di mana cecair mendidih pada tekanan 100,000 kPa.

Semua cecair akan mula mendidih kerana tekanan wapnya sama dengan tekanan luaran. Sumber: Ervins Strauhmanis melalui Flickr (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Titik didih air biasa ialah 99.97ºC. Tetapi, di puncak Gunung Everest, pada ketinggian di atas permukaan laut 8,848 m dan tekanan atmosfera 34 kPa, itu adalah 71 ºC. Titik didih standard yang disyorkan oleh IUPAC ialah 99.61ºC pada tekanan 100.00 kPa (1 bar).

Dari perkara di atas menunjukkan bahawa tekanan atmosfera adalah faktor penentu dalam nilai titik didih, kerana tekanan yang mesti dicapai oleh cairan untuk mendidih. Semakin tinggi tekanan atmosfera cecair terdedah, semakin tinggi takat didihnya. Sebaliknya juga berlaku.

Bagaimana mengira takat didih?

Mengambil air sebagai contoh, cara mudah untuk mengira nilai takat didih adalah dengan menggunakan salah satu sifat koligatifnya; iaitu peningkatan takat didihnya kerana adanya zat terlarut dalam larutan berair.

Titik didih air meningkat dengan penambahan zat terlarut, kerana interaksi antara molekul air dan molekul zat terlarut.

Peningkatan takat didih air diberikan oleh ungkapan matematik berikut:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = variasi takat didih

K _e = pemalar didih

Langkah pertama

Pengiraan mol NaCl:

mol NaCl = 30 g / (58.5 g / mol)

= 0.513 mol

Langkah kedua

Pengiraan molaliti larutan:

0.513 mol NaCl dilarutkan dalam 300 g air. Untuk mendapatkan molalus larutan, mol NaCl dibawa ke 1,000 g (kg).

Mol zat terlarut / kg air (molalitas) = (0.513 mol / 300 g air) · (1000 g air / kg air)

= 1.71 mol / kg air

Langkah ketiga

Pengiraan kenaikan titik didih kerana penambahan NaCl:

ΔT _e = mK _e

ΔT _e = 1.71 (mol / kg air) · 0.52 ºC · (kg air / mol)

= 0.889 ºC

Langkah keempat

Pengiraan titik didih larutan NaCl:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100 ºC + 0.889 ºC

= 100.889 ºC

Contoh takat didih

Air

Titik didih air biasa ialah 99.97ºC. Nilai ini relatif tinggi memandangkan ukuran molekulnya yang kecil. Walau bagaimanapun, ia dijelaskan oleh kekutuban yang tidak biasa dan kemampuannya untuk menjalin ikatan hidrogen dengan molekul yang berdekatan atau yang berkaitan.

Atom oksigen mempunyai pertalian yang lebih tinggi untuk elektron daripada atom hidrogen. Oleh itu, elektron ikatan kovalen OH bergerak ke arah oksigen, meninggalkannya bercas negatif; sementara atom hidrogen, bermuatan positif.

Akibatnya, molekul air adalah dipol yang dapat berinteraksi dengan molekul air yang lain, yang membentuk daya antara molekul yang menyumbang kepada peningkatan titik didih. Di samping itu, air menggunakan atom oksigen untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air yang lain (H ₂ O-HOH).

Alkohol

Alkohol mempunyai kumpulan OH dalam strukturnya. Kumpulan ini polar, yang menghasilkan interaksi dipol-dipol antara molekul serupa. Alkohol juga dapat membentuk ikatan hidrogen. Kedua-dua interaksi ini mewakili sumbangan utama kepada daya intermolekul.

Kekuatan ini menjelaskan mengapa titik didih alkohol lebih tinggi daripada hidrokarbon yang sepadan. Faktor utama yang menentukan titik didih alkohol ialah jisim molekul dan strukturnya.

Titik didih meningkat dengan bertambahnya bilangan atom karbon dan menurun dengan percabangan. Contohnya: etanol mempunyai titik didih 78.37ºC, tetapi metanol mempunyai takat didih 66ºC, dan isopropil alkohol mempunyai takat didih 80.3ºC.

Minyak

Minyak terurai dengan pemanasan sebelum mencapai titik didih atau didih, jadi anggaran titik didihnya jarang dan tidak tepat. Takat didih bagi minyak kacang soya ialah 300ºC.

Daripada titik didih, titik asap atau terbakarnya dilaporkan. Ini dicapai dengan memanaskan minyak ke suhu tertentu, di mana asap kebiruan muncul, yang menunjukkan permulaan penguraian minyak.

Berikut adalah contoh titik asap beberapa minyak: minyak badam 221ºC; minyak kanola 220 ° C; minyak kelapa 232 ° C; dan minyak zaitun (dara) 210 ºC.

Emas

Emas adalah logam berharga dengan ketumpatan 19.32 g / cm ³ . Ia mempunyai takat didih yang tinggi, kerana adanya ikatan logam. Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan antara nilai yang dilaporkan untuk titik didihnya, yang mungkin mencerminkan perbezaan tahap kemurnian sampel emas yang menjadi sasaran kajian ini.

Susu

Susu adalah larutan berair yang mengandungi zat terlarut dan komposisi yang berbeza; garam, gula, protein, lipid, asid amino, dll. Titik didih susu sedikit lebih tinggi daripada air, kerana kesamaan sebatian ini dengan air, menjadikannya lebih sukar untuk menguapnya.

Gula

Glukosa mempunyai titik lebur 146ºC, yang bertepatan dengan titik penguraian glukosa. Oleh itu, anda tidak dapat memperoleh titik didihnya. Keadaan yang sama berlaku dengan sukrosa, gula meja, yang mempunyai titik lebur 186ºC dan titik penguraian 186ºC.

Titik lebur adalah suhu di mana unsur atau sebatian kimia bergerak dari keadaan pepejal ke keadaan cecair. Oleh itu, apabila gula terurai, tidak ada cecair yang stabil untuk menentukan takat didihnya.

Besi

Takat didih besi ialah 2,861 ºC. Nilai tinggi ini dijelaskan oleh sejumlah besar tenaga yang diperlukan untuk mengatasi daya tarikan antara atom logam. Tambahan pula, banyak daya elektrostatik perlu diatasi kerana struktur seperti jaring logam.

Rujukan

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
Wikipedia. (2020). Takat didih. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Definisi Takat didih dalam Kimia. Dipulihkan dari: thinkco.com
Cedrón J .; Landa V. & Robles J. (2011). Daya antara molekul. Kimia am. Dipulihkan dari: corinto.pucp.edu.pe
Samuel Belcher. (sf). Emas. Dipulihkan dari: chemistry.pomona.edu
Don Ulin. (17 Disember 2010). Apakah Titik didih untuk gula-gula? Dipulihkan dari: indianapublicmedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Apakah Titik didih susu? Dipulihkan dari: thinkco.com

TITIK DIDIH: KONSEP, PENGIRAAN DAN CONTOH - KIMIA - 2026