Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia


Halmazállapot-változások

Az anyagok hőmérséklet-változás hatására bekövetkező halmazállapotváltozásai a molekulák kinetikus elméletével értelmezhetőek.
Gázhalmazállapotban a molekulák átlagos kinetikai energiája elegendő a molekulák közötti vonzóerók leküzdéséhez. Csökkentve a gáz hőmérsékletét a molekulák átlagos kinetikai energiája csökken,a vonzóerők révén a molekulák közel kerülnek egymáshoz, a gáz kondenzálódik, folyékony halmazállapotúvá válik. A hőmérséklet további csökkenése az átlagos kinetikai energia és a molekuláris mozgások további csökkenéséveljár, ami a folyékony anyag megszilárdulását, kristályosodást (fagyást) eredményez. Az 51. ábra egy anyagi halmazban a molekulák kinetikai energiájának eloszlását mutatja két különböző hőmérsékleten..
 
51. ábra. A kinetikai energia eloszlásának változása a hőmérséklettel. E1 és E2 a molekulák átlagos kinetikai energiája a két különböző hőmérsékleten
 
A molekulák energiaeloszlásából kitűnik (51. ábra), hogy a molekulák egy kis hányadának (a vonalkázott, görbe alatti terület) az átlagosnál nagyobb kinetikai energiája van, ami elegendő a szilárd vagy folyékony anyag molekulái között ható vonzóerők leküzdéséhez, a gázhalmazállapotba történő átmenethez.
A szilárd anyag közvetlen gázhalmazállapotúvá történő átalakulását szublimációnak, a folyadékok gázhalmazállapotúvá történő átalakulását pedig párolgásnak nevezzük. A szublimáció és a párolgás következményeként a szilárd és a folyékony anyag felett meghatározott gőznyomás alakul ki. A hőmérséklet emelésével növekszik az átlagosnál nagyobb kinetikai energiájú molekulák száma, ami a gőznyomás növekedését eredményezi.
A párolgás után visszamaradó folyadékmolekulákra ismét jellemző lesz a Maxwell-Boltzmann-féle energiaeloszlás, a legenergiadúsabb molekulák eltávoznak a gőztérbe. Ezért állandóhőmérsékleten, nyitott edényben a folyadék egésze elpárolog. Ezzel szemben zárt edényben a folyadék- és a gőztérben lévőmolekulákra egyaránt jellemzőlesz a kinetikai energiák Maxwell-Boltzmann-féle eloszlása. Minél nagyobb lesz a molekulák száma a gőzfázisban, annál többcsapódik le, egyensúlyi gőznyomás alakul ki (azaz időegység alatt a folyadékból ugyanannyi molekula távozik, mint amennyi kondenzálódik).
A szilárd anyagok szublimációs gőznyomása általában lényegesen kisebb, mint a folyadékok felett azonos körülmények között kialakult gőznyomás. A szilárd anyagok hevítésük során először az olvadáspontnak megfelelőhőmérsékleten megolvadnak, majd a hőmérséklet további növekedésével párolognak, és megfelelő hőmennyiség közlése eseténaforrásponton gőzzé alakulnak (52. ábra).
 
 
Egy anyag hevítési (szilárd-folyékony-gáz átalakulás) és lehűlési (gáz-folyékony-szilárd átalakulás) görbéi gyakorlatilag megegyeznek egymással. A különbség, hogy a hevítés során végbemenőhalmazállapot-változások (olvadás, párolgás) hő befektetését igénylik, míg a lehűlés során bekövetkező változások (kondenzáció, fagyás) hőfelszabadulással járnak. Ezért az anyagok olvadáspontja megegyezik a fagyásponttal, és az olvadást és fagyást kísérő hőváltozás (moláris olvadáshő vagy fagyáshő) abszolút értéke is azonos. Hasonlóan egy anyag forráspontja megegyezik azzal a hőmérséklettel, ahol a gőz halmazállapotú anyag kondenzálódik, valamint a párolgáshő (párolgási entalpia) és a kondenzációs hő is megegyezik számértékileg (l. fizikai folyamatok entalpiaváltozását a Kémiai és fizikai folyamatok entalpiaváltozása című fejezetben).
 

Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave