Chemia26

t |.i o I).ii(l/o ilu/c| lotności I <i 111 ui iliii; i wrzenia ii/olu wynosi (Iilor, równic/ zbudowany z niepolarnych cząsteczek ( I., jest /nncznie umiej lotny niż azot, ponieważ jego cząsteczki mają większą masę: 71 u. ( Iilor wrze w temperaturze -34°C. Siarkowodór, zbudowany z cząsteczek 1I >S, także cechuje się mniejszą lotnością niż azot, ponieważ jego cząsteczki o niewielkiej masie (34 u) są polarne, mogą więc się przyciągać silniejszymi oddziaływaniami dipol-dipol. Temperatura wrzenia siarkowodoru wynosi -60,3°C. Mniej lotny od siarkowodoru jest jodowodór, gdyż składa się z polarnych cząsteczek HI, posiadających dodatkowo dużą masę 128 u. Jodowodór wrze w temperaturze -35,4°C. Ogólnie można więc powiedzieć, że związki zbudowane z niepolarnych cząsteczek o niewielkiej masie charakteryzują się dużą lotnością. Związki złożone z polarnych cząsteczek o dużej masie cząsteczkowej są natomiast substancjami o niewielkiej lotności. Oczywiście związki, których cząsteczki przy niewielkiej masie cechują się znaczną polarnością lub mają dużą masę, nie będąc polarnymi, charakteryzują się lotnością pośrednią. Informacje te zostały przedstawione na rycinie 1.1.

związki zbudowane    związki zbudowane    związki zbudowane

z polarnych cząsteczek    z polarnych cząsteczek    z niepolarnych cząsteczek

o dużej masie    o niewielkiej masie    o małej masie

lub niepolarnych cząsteczek o znacznej masie

lotność

--►_

-

temperatura wrzenia

Ryc. 1.1. Schemat zależności lotności związku od masy i polarności jego cząsteczek

O.pilłiC/ki wmly mimo fiiiiloj masy iwoi/.i nlozbyt lotny zwlą/ok,

|i< nilowa/ dzięki isliiioniu między nimi wiązań wodnmwycli silnio się |ii/y(:ii|i|ajf|.

Jak wielki wpływ na lotność związku ma występowanie silnych oddzia-tywań międzycząsteczkowych, świadczy przykład wody i siarkowodoru. Okazuje się, że woda - pomimo mniejszej masy cząsteczek - jest mniej lotna od siarkowodoru. Temperatura wrzenia wody wynosi 100°C, podczas gdy temperatura wrzenia siarkowodoru -60,3°C. Ten pozorny paradoks można uzasadnić, analizując polarność cząsteczek H_:0 i H₂S. Wiązania w cząsteczkach siarkowodoru są słabo spolaryzowane, ponieważ różnica elektroujemności między atomem wodoru a atomem siarki wynosi jedynie 0,4. W efekcie cząsteczki tego związku cechują się niewielką polarnością. W cząsteczkach wody wiązania wodór-tlen są natomiast silnie spolaryzowane (różnica elektroujemności wynosi 1,4), co wpływa na wysoką polarność tych cząsteczek. Ponadto cząsteczki wody mogą wytwarzać między sobą wiązania wodorowe, zawierają bowiem atomy wodom obdarzone dużym cząstkowym ładunkiem dodatnim oraz silnie elektroujcnmc atomy tlenu z wolnymi parami elektronowymi. /, tego

powodu cząsl rczk i wody pi zyringują mi; ii.u / i i h silniej 111/ cząsteczki sini kowodoru, co islolnic wpływu nu obniżenie lotności wody pomimo niewielkiej musy jej cząsteczek.

Przykład 1

< )ccn, klóry ze związków cechuje się większą lotnością i uzasadnij swoją odpowiedz:

i) melan i tlenek siarki(YI), h) metan i amoniak.

Następnie wyszukaj w tablicach chemicznych temperatury wrzenia tych wiązkow w celu sprawdzenia poprawności swoich przewidywań.

Ko/wią/unic

.1) Zarówno cząsteczki metanu CH₄, jak i cząsteczki tlenku siarki(VI) S(), są niepolarne, mogą więc przyciągać się jedynie słabymi oddziaływaniami van der Waalsa. Aby porównać lotność metanu i tlenku siarką VI), należy zatem posłużyć się masą cząsteczkową tych związków. C ząsteczki metanu są lżejsze (16 u) od cząsteczek tlenku siarki(VI) (80 u), zatem metan cechuje się większą lotnością. Potwierdzają to temperatury wrzenia omawianych związków: metan wrze w temperaturze -16l,5°C, podczas gdy tlenek siarki(VI) w temperaturze 44,7°C. b) ('ząsteczki metanu CH₄ i amoniaku NH₃ mają zbliżoną masę - masa cząsteczkowa metanu jest równa 16 u, a masa amoniaku - 17 u. Cząsteczki amoniaku są jednak silnie polarne i mogą wytwarzać między sobą wiązania wodorowe, podczas gdy cząsteczki metanu są niepolarne i mogą się przyciągać jedynie słabymi oddziaływaniami van der Waalsa. Dlatego amoniak jest mniej lotny niż metan, co potwierdzają temperatury wrzenia: metan wrze w temperaturze -161,5°C, natomiast amoniak w temperaturze -33,4°C.

Związki o c/ą steczkach polni nych dobrzo rozpuszczaj, 1 siit w rozpuszczał nikacli polai nych, a związki o cząsteczkach niepolarnych dobrze rozpusz czają się widz puszczalnikach niepolarnych

Rozpuszczalność związku w określonym rozpuszczalniku również jest konsekwencją budowy cząsteczek rozpuszczalnika i substancji rozpusz-czancj. Związki o cząsteczkach polarnych dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych, na przykład w wodzie, podczas gdy związki zbudowane z cząsteczek niepolarnych rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych, na przykład w benzynie. Oczywiście rozpuszczalność substancji złożonej z cząsteczek polarnych w nicpolarnym rozpuszczalniku jest niewielka, podobnie rozpuszczalność substancji o cząsteczkach niepolarnych w rozpuszczalniku polarnym. Na przykład sacharoza, czyli c likier, którym słodzimy herbatę, dobrze rozpuszcza się w wodzie, a bardzo słabo w benzynie. Wynika to stąd, że cząsteczki cukru są polarne 1 łatwo oddziałują z polarnymi cząsteczkami wody, natomiast ich oddziaływanie z niepokornymi cząsteczkami wchodzącymi w skład benzyny jest słabe.