Tìm hiểu về NHIỆT ĐỘ SÔI của chất hữu cơ
Nhiệt độ sôi của một chất bất kỳ chính là giới hạn ở nhiệt độ mà chất đó chuyển từ trạng thái lỏng sang thể khí. Mỗi hợp chất hữu cơ đều sẽ có mức nhiệt độ sôi nhất định và khác nhau. Vậy nhiệt độ sôi của chất hữu cơ là gì và được đo bằng thiết bị nào? Hãy cùng TKTECH tìm hiểu về chỉ số này qua bài viết dưới đây nhé!
Nhiệt độ sôi của chất hữu cơ là gì?
Nhiệt độ sôi của một chất hữu cơ phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chất đó. Không giống như nước có nhiệt độ sôi ở 100°C tại áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ có thể thay đổi đáng kể.
Các chất hữu cơ thường có nhiệt độ sôi cao hơn so với nước, và có thể nằm trong phạm vi từ vài độ C đến hàng trăm độ C, tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của chúng. Đối với mỗi chất hữu cơ cụ thể, bạn có thể tìm thấy thông tin về nhiệt độ sôi trong tài liệu kỹ thuật hoặc cơ sở dữ liệu hóa học.
Điều này làm cho nhiệt độ sôi của chất hữu cơ trở thành một đặc điểm quan trọng được sử dụng trong các ứng dụng phân tích, tổng hợp hóa học và các quy trình sản xuất công nghiệp khác.
Nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ phổ biến
Chất hữu cơ thường có nguồn gốc tự nhiên hoặc được tạo ra từ các phản ứng nhân tạo có chứa liên kết cacbon-hydro. Chất hữu cơ tồn tại xung quanh con người, nó có trong hầu hết các loại lương thực, thực phẩm, có trong cơ thể con người, sinh vật. Một vài loại chất hữu cơ thông dụng nhất đó chính là rượu, đường…
Xét về độ sôi thì nhiệt độ sôi của chất hữu cơ được đánh giá là thấp. Tuy nhiên, mỗi một loại chất hữu cơ sẽ có mức nhiệt độ sôi riêng. Theo đó, nếu chúng có cấu tạo phân tử các phân nhánh thì nhiệt độ sôi càng thấp hơn với với phân tử mạch không phân nhánh.
Để dễ dàng so sánh về nhiệt độ sôi của các loại hợp chất hữu cơ, bạn có thể tham khảo dãy nhiệt này:
COOH (axit) > OH (Ancol Phenol) > COO (este) > CHO (andehit) > CO (ete)
Một số ví dụ về nhiệt độ sôi của một số chất hữu cơ phổ biến:
- Rượu: Ethanol (C2H5OH): 78,3°C; Methanol (CH3OH): 64,6°C; Propanol (C3H8O): 97,8°C.
- Ankan: Metan (CH4): -161,5°C; Etan (C2H6): -10,4°C; Propan (C3H8): -42°C; Butan (C4H10): -0,5°C.
- Anken: Etilen (C2H4): -103,7°C; Propen (C3H6): -47°C; Buten (C4H8): 0,9°C.
- Ankin: Etyn (C2H2): -84°C; Propin (C3H4): -24°C; Butin (C4H6): 27°C.
- Aromatics: Benzen (C6H6): 80,1°C; Toluen (C7H8): 110,6°C; Xylen (C8H10): 138,6°C.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất hữu cơ
Nhiệt độ sôi của một chất hữu cơ có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố khác nhau, bao gồm cấu trúc phân tử của chất, sự tương tác giữa các phân tử, và điều kiện môi trường. Dưới đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất hữu cơ:
Cấu trúc phân tử
Các phân tử lớn thường có nhiệt độ sôi cao hơn do có nhiều liên kết hơn cần phá vỡ để chuyển từ trạng thái lỏng sang hơi. Sự phân cực và đối xứng của phân tử có thể ảnh hưởng đến khả năng tạo ra các tương tác liên phân tử, ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi.
Hình dạng phân tử càng nhiều nhánh thì nhiệt độ sôi của loại chất hữu cơ đó càng thấp, đồng thời nhiệt độ nóng chảy sẽ càng cao. Ví dụ: Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy.
Tương tác giữa các phân tử
Các loại lực tương tác như liên kết hidro, liên kết van der Waals, và liên kết hidrocacbon có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất hữu cơ. Bằng cách ổn định hoặc làm yếu hoá cấu trúc của chất. Các phân tử phân cực thường có nhiệt độ sôi cao hơn do cần nhiều năng lượng hơn để phá vỡ các liên kết tương tác.
- Hợp chất hữu cơ có liên kết Hiđro càng bền vững thì nhiệt độ sôi càng cao (ví dụ HCOOH > HCHO)
- Hợp chất hữu cơ có liên kết Hidro nội phân tử thường sẽ có nhiệt độ sôi thấp hơn so với các loại hợp chất có liên kết Hidro liên phân tử. Ví dụ: -COO – > C = O > CHO > R – X > -O- > C – H
Điều kiện môi trường
Áp suất cao thường làm tăng nhiệt độ sôi và áp suất thấp thường làm giảm nhiệt độ sôi. Điều này được mô tả bởi phương trình Clausius-Clapeyron. Sự hòa tan trong một dung môi có thể làm tăng hoặc giảm nhiệt độ sôi của một chất hữu cơ tùy thuộc vào tương tác giữa chất và dung môi.
Tính chất của chất hữu cơ
Các nhóm chức năng như nhóm hydroxyl (-OH) hoặc nhóm amino (-NH2) có thể ảnh hưởng đến tính phân cực của chất và do đó ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi. Dạng tinh thể hoặc dạng kết tinh của một chất có thể có nhiệt độ sôi khác biệt so với dạng lỏng của nó. Khối lượng mol phân tử càng nhỏ thì nhiệt độ sôi của chất hữu cơ đó càng thấp và ngược lại. Ví dụ: CH3COOH > HCOOH
Tác động của chất phụ gia
Sự pha trộn với các dung môi hoặc chất tan khác có thể làm tăng hoặc giảm nhiệt độ sôi của một chất hữu cơ. Các chất phụ gia như muối, axit hoặc chất tạo phức có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất gốc.
Phương pháp xác định nhiệt độ sôi của chất hữu cơ
Một trong những phương pháp thường được sử dụng để xác định nhiệt độ sôi của các loại chất hữu cơ là sử dụng máy đo nhiệt độ. Đây là dụng cụ được thiết kế để đo nhiệt độ chính xác ở nhiều phạm vi nhiệt độ khác nhau.
Các máy đo nhiệt độ hiện đại thường có độ chính xác cao và có thể đo nhiệt độ với độ phân giải cực nhỏ, giúp đo lường chính xác nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ. Ngoài ra, một số máy đo nhiệt độ cũng được tích hợp với các tính năng tự động để làm giảm sự can thiệp của con người trong quá trình đo.
Tuy nhiên, việc chọn lựa máy đo nhiệt độ phù hợp và thực hiện các quy trình đo đạt chuẩn là quan trọng để đảm bảo sự chính xác và đáng tin cậy của kết quả đo. Điều này bao gồm việc kiểm tra và hiệu chuẩn máy đo nhiệt độ định kỳ, tuân thủ các quy trình chuẩn đo lường, và sử dụng mẫu chất và điều kiện đo phù hợp.
Máy đo nhiệt độ tiếp xúc TES 1300 kèm đầu dò TES TP-K02
TES-1300 là thiết bị dùng để đo nhiệt độ bề mặt như: Đo nhiệt độ bề mặt khuôn nhựa, khuôn nhôm, mặt kính, bề mặt chất rắn… hoặc đo nhiệt độ không khí trong tủ ấm, tủ sấy, kho lạnh, thực phẩm, vật liệu xây dựng, đo nhiệt độ của nước, dầu ăn, dầu nhớt, cao su…. Bên cạnh đó, bạn cũng có thể sử dụng thiết bị này để đo nhiệt độ sôi của chất hữu cơ khi sử dụng kèm với đầu dò TES TP-K02.
Máy đo nhiệt độ TES 1300 có thể đo trong phạm vi nhiệt độ từ -50 ℃ đến 1300 ℃; -50 °F -1999 °F. Ngoài ra, thiết bị còn có thêm các tính năng hữu ích như: giữ dữ liệu, hiển thị lựa chọn ℃/°F, lựa chọn độ phân giải 0,1°/1°. Màn hình LCD 3-1/2 chữ số giúp hiển thị kết quả đo rõ ràng, dễ quan sát.
Khi kết hợp với đầu dò TES TP-K02, máy đo nhiệt độ TES-1300 có thể đo được nhiệt độ chất lỏng ở mức 800 ℃. Đây là loại đầu dò kết nối loại K, chiều dài kim 18cm, đường kính tiêu chuẩn 3mm giúp bạn dễ dàng đo nhiệt độ sôi của chất hữu cơ, dầu, thực phẩm…
Mỗi chất đều sẽ có nhiệt độ sôi riêng khác nhau, vì vậy bạn cần nắm được chỉ số này để có thể chủ động hơn trong công việc của mình. Để xác định chỉ số nhiệt độ sôi của chất hữu cơ và nhiều chất khác, bạn có thể sử dụng máy đo nhiệt độ tiếp xúc, nhiệt kế hồng ngoại hoặc máy đo nhiệt độ hồng ngoại.
Các sản phẩm này đều có sẵn, đa dạng mẫu mã và giá thành hợp lý tại TKTECH. Liên hệ ngay hotline phía dưới để được nhân viên tư vấn chi tiết hơn về các dòng máy đo nhiệt độ này nhé!
