Аналіз графіка впливу водневого зв'язку на температуру кипіння
Проаналізуйте малюнок 3.1 (графік залежності температури кипіння від відносної молекулярної маси) та поясніть, чому вода (H2O) має значно вищу температуру кипіння (100∘C), ніж сірководень (H2S, −60,8∘C) та кисень (O2, −183∘C), незважаючи на те, що молекулярна маса води найменша.
Розв’язання
Оцінимо дані з графіка: у води (Mr=18) температура кипіння становить 100∘C, тоді як у сірководню (Mr=34) — −60,8∘C, а у кисню (Mr=32) — −183∘C.
Порівняємо молекулярні маси: хоча вода найлегша, її температура кипіння набагато вища за інші дві речовини, які важчі.
Скористаємося поясненням з тексту: у H2S та O2 водневих зв'язків немає, тому для їхнього випаровування потрібна лише енергія на подолання слабких міжмолекулярних сил (ван-дер-ваальсових).
Для води ж потрібно додатково витрачати тепло на розрив міцних водневих зв'язків, тому вода кипить при значно вищій температурі.
Відповідь:
Вода має найвищу температуру кипіння серед цих речовин через наявність водневих зв'язків між її молекулами. Для переходу в газоподібний стан необхідно подолати не тільки інші міжмолекулярні сили, а й розірвати ці водневі зв'язки, що потребує значно більшої енергії нагрівання порівняно з речовинами без таких зв'язків (H2S, O2).
Розбір зрозумілий?
§ 3. Водневий зв’язок ................................ 23 Навчальне дослідження 2 «Тепловий ефект розчинення»Завдання 3.1с. 25
Аналіз графіка впливу водневого зв'язку на температуру кипіння
Умова
Проаналізуйте малюнок 3.1 (графік залежності температури кипіння від відносної молекулярної маси) та поясніть, чому вода (H2O) має значно вищу температуру кипіння (100∘C), ніж сірководень (H2S, −60,8∘C) та кисень (O2, −183∘C), незважаючи на те, що молекулярна маса води найменша.
Що треба знати
Водневий зв'язок — це додаткова сила притягання між молекулами, яка виникає через полярність хімічних зв'язків (притягання позитивно зарядженого атома Гідрогену до неподілених електронних пар атома Оксигену іншої молекули). Для переходу речовини з рідини в газове стан необхідно не лише подолати сили міжмолекулярної взаємодії, але й розірвати ці водневі зв'язки, що потребує додаткової енергії нагрівання.
💡 Підказка — спробуй спершу сам
Порівняйте дані для трьох речовин на графіку: H2O, H2S та O2. Зверніть увагу на те, що H2S і O2 не мають водневих зв'язків між молекулами.
Розв’язання крок за кроком
Оцінимо дані з графіка: у води (Mr=18) температура кипіння становить 100∘C, тоді як у сірководню (Mr=34) — −60,8∘C, а у кисню (Mr=32) — −183∘C.
Порівняємо молекулярні маси: хоча вода найлегша, її температура кипіння набагато вища за інші дві речовини, які важчі.
Скористаємося поясненням з тексту: у H2S та O2 водневих зв'язків немає, тому для їхнього випаровування потрібна лише енергія на подолання слабких міжмолекулярних сил (ван-дер-ваальсових).
Для води ж потрібно додатково витрачати тепло на розрив міцних водневих зв'язків, тому вода кипить при значно вищій температурі.
Відповідь:
Вода має найвищу температуру кипіння серед цих речовин через наявність водневих зв'язків між її молекулами. Для переходу в газоподібний стан необхідно подолати не тільки інші міжмолекулярні сили, а й розірвати ці водневі зв'язки, що потребує значно більшої енергії нагрівання порівняно з речовинами без таких зв'язків (H2S, O2).