Avainero kiehumispisteen ja haihtumisen välillä on, että haihtuminen tapahtuu nesteen pinnalla, kun taas kiehumispiste on lämpötila, jossa höyrystyminen tapahtuu nestemassasta.
Nesteistä höyrystyminen höyryksi voi tapahtua kahdella tavalla. Yksi tapa on tuottaa höyryä kiehumispisteessä. Toisessa menetelmässä höyrystyminen tapahtuu kiehumispisteen alapuolella; me kutsumme sitä haihdutukseksi. Vaikka molemmat prosessit tuottavat molekyylejä höyrytilassa, niiden valmistustapa on erilainen.
Mikä on kiehumispiste?
Yksinkertaisesti sanottuna kiehumispiste tarkoittaa lämpötilaa, jossa neste tai liuotin alkaa kiehua. Voimme määritellä sen kiinteälle paineelle; normaalisti ilmanpaine. Toisin sanoen se on lämpötila, jossa neste alkaa höyrystyä. Siksi tässä lämpötilassa höyrynpaine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine.
Ensinnäkin aineiden kiehumispisteisiin vaikuttavat monet tekijät. Ulkoisina tekijöinä ilmakehän lämpötila vaikuttaa siihen. Esimerkiksi tyhjiössä olevan nesteen kiehumispiste on alhaisempi kuin normaalissa ilmanpaineessa. Vastaavasti korkeassa paineessa olevan nesteen kiehumispiste on suhteellisen korkea.
Determinantit
Lisäksi itse nesteen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet vaikuttavat myös kiehumispisteeseen. Esimerkiksi, jos nesteessä olevien molekyylien molekyylipaino on suurempi, sillä on korkeampi kiehumispiste verrattuna nesteeseen, jossa on pienempimolekyylipainoisia yhdisteitä. Kemialliset sidokset vaikuttavat myös kiehumispisteeseen. Alkoholilla on korkeampi kiehumispiste verrattuna vastaavaan alkaaniin. Tässä syynä tähän on vetysidosten läsnäolo alkoholimolekyylien välillä. Alkaanilla ei ole vahvoja vetysidoksia; pikemminkin heillä on heikko Van der Waals -vuorovaikutus. Siksi vahvojen sidosten katkaisemiseen tarvittava energia on alkoholissa suurempi, mikä nostaa sen kiehumispistettä.
Kuva 01: Veden kiehumispiste
Lisäksi kiehumispisteet ovat hyödyllisiä kunkin aineen erottamisessa seoksesta. Tekniikka, jota käytämme tähän tarkoitukseen, on tislaus. Se on myös öljyn tislauksen perusta. Siellä öljy sisältää suuren määrän hiilivetyjä, joissa on erilainen määrä hiiltä. Jotkut ovat suoria ketjuja, jotkut haaroittuneita ja jotkut ovat aromaattisia. Siksi näiden kiehumispisteet eroavat toisistaan. Jokaista molekyyliä on kuitenkin vaikea eristää erikseen, koska niiden kiehumispisteet vaihtelevat pienten määrien mukaan. Niitä on kuitenkin mahdollista puhdistaa jossain määrin. Näin ollen öljytislauksessa voimme erottaa molekyylejä, joiden molekyylipaino on lähempänä lämpötila-alueella.
Mitä haihtuminen on?
Haihdutus on prosessi, jossa neste muuttuu höyryvaiheeseensa. Käytämme sanaa "haihtuminen" erityisesti silloin, kun höyrystyminen tapahtuu nesteen pinn alta. Nesteen höyrystyminen voi tapahtua myös siinä kiehumispisteessä, jossa haihtuu koko nestemassasta. Mutta sitten emme kutsu sitä haihdutukseksi.
Kuva 02: Haihdutus on pintaprosessi
Lisäksi haihtumiseen voivat vaikuttaa useat tekijät, kuten muiden aineiden pitoisuus ilmassa, pinta-ala, paine, aineen lämpötila, tiheys, ilman virtausnopeus jne.
Mitä eroa on kiehumispisteen ja haihtumisen välillä?
Aineen kiehumispiste on lämpötila, jossa nesteen höyrynpaine on yhtä suuri kuin nestettä ympäröivä paine ja neste muuttuu höyryksi. Sitä vastoin haihdutus on prosessi, jossa neste muuttuu höyryvaiheeseensa. Siksi avainero kiehumispisteen ja haihtumisen välillä on, että haihtuminen tapahtuu nesteen pinnalla, kun taas kiehumispisteessä höyrystyminen tapahtuu koko nestemassasta. Tässä tietyn nesteen haihtuminen tapahtuu kiehumispisteen alapuolella.
Lisäksi kiehumispisteessä neste muodostaa kuplia, eikä kuplia muodostu haihtumisen yhteydessä. Siksi tämä on havaittava ero kiehumispisteen ja haihtumisen välillä. Lisäksi kiehumispisteessä lämpöä syötetään molekyyleille, ja tämä energia käytetään höyryjen muodostamiseen. Mutta haihduttamisessa ulkoista lämpöä ei syötetä. Pikemminkin molekyylit saavat energiaa törmääessään toisiinsa, ja tätä energiaa käytetään pakenemaan höyrytilaan. Siksi tämä on merkittävä ero kiehumispisteen ja haihtumisen välillä.
Alla on infografiikka kiehumispisteen ja haihtumisen välisestä erosta, joka taulukoi kaikki nämä erot.
Yhteenveto – Kiehumispiste vs. haihtuminen
Kiehumispiste on lämpötila, jossa höyrystyminen tapahtuu, kun annamme nesteelle ulkoista lämpöenergiaa. Haihtuminen on kuitenkin spontaani prosessi, jossa emme tarjoa ulkopuolista energiaa. Yhteenvetona voidaan todeta, että avainero kiehumispisteen ja haihtumisen välillä on se, että haihtuminen tapahtuu nesteen pinnalla, kun taas kiehumispiste on lämpötila, jossa höyrystyminen tapahtuu koko nestemassasta.
