درجة الغليان Boiling Point
غليان السائل
- عند تسخين سائل ما ومراقبة ما يحدث سوف نلاحظ أن درجة الحرارة سوف تزداد مع مرور الوقت، ويستمر ارتفاع درجة الحرارة حتى نصل لمرحلة معينة يتوقف فيها ارتفاع درجة الحرارة ويبدأ عندها السائل بالـغـليـان ، نكون بذلك قد وصلنا إلى درجـة الغليان Boiling Point
وعند هذه الدرجة فإن ضغط بخار السائل يصبح مساوياً للضغط الجوي.
تعريف درجة الغليان (Tb)
- درجة الغليان هي درجة الحرارة التي يكون عندهـا ضـغط بخـار السائل مساوياً للضغط الخارجي المؤثر على السائل.
- عند الوصول لدرجة الغليان تثبت درجة الحرارة مع استمرار التسخين حتى يتبخر كل السائل ، وذلك لأن الطاقة الحرارية الممتصة يتم استغلالها في تحويل السائل إلى بخار عند درجة الغليان.
العوامل المؤثرة على درجة الغليان
(1) قوى التجاذب بين الجزيئات
- كلما زاد التـجـاذب بين جزيئات السائل تزداد درجـة غليانه وذلك لازدياد الطاقة اللازمة لفصل الجزيئات بعضها عن بعض.
- فمثلاً الجزيئات القطبـيـة درجـات غليانها أعلى من الجزيئات غير القطبية المتقاربة في الوزن الجزيئي.
- وكذلك وجود روابط هيدروجينية بين الجزيئات القطبية يزيد من تجاذبها وبالتالي تزداد درجة غليانها.
- درجة غليان الميثانول CH3OH اعلى من الميثان CH4 وذلك لأن الميثانول يحـتـوي بين جزيئاته على روابط هيدروجينية ، أما الميثان فهو غير قطبي أصلاً .
- درجة غليان الإيثانول C2H5OH أعلى من الإيثر الميثيلي CH3OCH3 وذلك لأن الإيثانول يوجد بين جزيئاته روابط هيدروجينية بعكس الإيثر الميثيلي.
(2) حجم الجزيء (الوزن الجزيئي)
- كما سبق وأخذنا أن قوى لندن تزداد بزيادة الوزن الجزيئي أو العدد الذري أو الحجم.
- فمثلاً درجة غليان الإيثان CH3CH3 أكبر من الميلان CH4 ، لاحظ أن الإيثان أكبر حجماً (يحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات) ، وبالتالي فإن قوى لندن فيه تكون أكبر .
(3) الضغط الخارجي
- تعتمد درجة غليان سائل ماء على الضغط الخارجي ، أي أنه كلما زاد الضغط الخارجي تزداد درجة الغليان.
- درجة غليان الماء عند سطح البحر أي عند (1atm) تساوي (°100C).
- في الأماكن المنخفضة تزداد درجة غليان الماء عن (°100C) وذلك لازدياد الضغط الخارجي.
- في الأماكن المرتفعة تقل درجة غليان الماء عن (°100C) وذلك لانخفاض الضغط الخارجي.
تطبيق: هناك أواني تستخدم للطهي تسمى أواني الضغط ، حيث يتم عدم السماح للبخـار الموجود داخل جهاز الضغط بالخروج فيزداد الضغط في الداخل وتزداد درجة الغليان إلى أعلى من (°100C) وهذا يساعد على زيادة سرعة الطهي.
قانون ثروتون
قانون ثروتون يبين الـعـلاقة بين حرارة التبخر المولية ΔHvap ودرجة الغليان العادية المطلقة لمعظم السوائل.
هناك بعض السوائل تحيد عن هذا القانون بنسبة (% 10 - 5) مثل السوائل العضوية التي تحتوي بين جزيئاتها على روابط هيدروجينية.
منحنيات لإيجاد درجة غليان السائل
يمكن إيجاد درجة الغليان Tb من :
(1) منحنى يبين العلاقة بين درجة الحرارة والزمن (منحنى التسخين).
(2) منحنى يبين العلاقة بين الضغط البخاري ودرجة الحرارة للماء .
