MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Általános és bioszervetlen kémia
A folyadékok tulajdonságai
A folyadékok általános tulajdonságait (mint pl. a viszkozitás, felületi feszültség és gőznyomás) a folyadékot felépítő részecskék (atomok, molekulák vagy ionok) minősége és a közöttük kialakuló kölcsönhatások típusa határozza meg (17. táblázat).
Viszkozitás. A folyadékok a folyadékrétegek egymáson történő elmozdulásával szemben – a folyadékrészecskék közötti vonzás következményeként – ellenállást fejtenek ki. Ez az ellenállás a folyadékok belső súrlódásával vagy más néven viszkozitásával jellemezhető. A folyadék viszkozitása azzal a nyíróerővel arányos, amely két egymástól egységnyi távolságra lévő, egységnyi felületűfolyadékréteget egymáshoz képest egységnyi sebességgel mozdít el.
Felületifeszültség. A folyadékok belsejében lévő molekulákat a környező molekulák minden irányból azonos erővel vonzzák, ezért a belső molekulákra ható vonzóerők eredője nulla. A felületen lévő molekulákra viszont csak a folyadék felől érvényesül számottevő vonzás, ezért az credő erő a folyadék belseje felé mutat, ami a folyadékok felületi feszültségében nyilvánul meg. A felületi feszültség a folyadékok felületét csökkenteni igyekszik, ezért a folyadékok felületének növeléséhez energiát kell befektetni. Ez az oka a folyadékok jól ismert cseppképződésének, mivel adott térfogatú folyadéknak a felület/térfogat aránya gömbszerű alakzat esetén a legkisebb. A felületi feszültség azzal az energiával arányos, amely a folyadék felületének egységnyi területtel történő megnöveléséhez szükséges.
A felületi feszültséggel kapcsolatos jelenség az is, hogy egyes folyadékok szintje kapilláriscsőben emelkedik, míg másoké csökken. Ha a folyadékmolekulák és a kapillárisfal közötti kölcsönhatás erősebb, mint a folyadékmolekulák közötti kölcsönhatás, akkor a folyadék a felületet nedvesíti, a folyadékszint a kapillárisban emelkedik, és konkáv folyadékfelület (meniszkusz) alakul ki. Ha a folyadékmolekulák közötti vonzás erősebb, mint a molekulák és a fal közötti vonzás, akkor a folyadék nem nedvesíti a felületet, a folyadékszint a kapillárisban csökken és konvex meniszkuszt alakít ki. A folyadékrészecskék között kialakuló kölcsönhatások a folyadékok párolgásának mértékét, a folyadék felett kialakult gőznyomás nagyságát is befolyásolják (18. táblázat).
A 18. táblázatban felsorolt anyagok esetén az intermolekuláris kölcsönhatások energiája izopentán < kloroform < szén-tetraklorid < víz < higany sorrendben változik. Minél nagyobb a molekulák közötti kölcsönhatás energiája, annál nagyobb a folyadék viszkozitása és felületi feszültsége és annál kisebb a folyadék gőznyomása. Ha az intermolekuláris kölcsönhatások típusa azonos (London-féle erők), akkor a molekulatömeg és alak, poláris molekulák esetén pedig a dipólusmomentum szabja meg a folyadékok jellemző tulajdonságaiban észlelhető különbségeket (vö. az izopentánt, a kloroformot és a szén-tetrakloridot a 18. táblázatban). A hőmérséklet növelésével a folyadékok viszkozitása és felületi feszültsége csökken, gőznyomása növekszik, mivel a hőmérséklet a molekulák kinetikai energiájának növelésével az intermolekuláris kölcsönhatások egyre kevésbé érvényesülnek.
17. táblázat. A folyadékok típusai
|
Harvard (): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_670/#m1438aebszk_670 ()
Chicago . . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_670/#m1438aebszk_670)
APA (). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_670/#m1438aebszk_670)
|
18. táblázat. Néhány folyadék viszkozitása, felületi feszültsége és gőznyomása 20°C-on
|
Anyag
|
Molekulatömeg
|
Viszkozitás kg/m s
|
Felületi feszültség J/m2
|
Gőznyomás (Pa)
|
|
Izopentán
|
72
|
2,4·10–4
|
1,4·10–2
|
7,3·104
|
|
Kloroform
|
119
|
5,8·10–4
|
2,7·10–2
|
2,2·104
|
|
Szén-tetraklorid
|
154
|
9,7·10–4
|
2,7·10–2
|
1,1·104
|
|
Víz
|
18
|
1,0·10–4
|
7,3·10–2
|
2,3·103
|
|
Higany
|
201
|
1,6·10–4
|
4,4·10–1
|
1,5·10–1
|
Példa
Az alábbi anyagok mindegyike folyékony halmazállapotú -100 °C-on:
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_673/#m1438aebszk_673 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_673/#m1438aebszk_673)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_673/#m1438aebszk_673)
Melyik anyagnak a legnagyobb és melyiknek a legkisebb a gőznyomása –100°C-on?
Minél erősebba molekulák közötti kölcsönhatás, annál nehezebben lépnek kia gőzrérbe adott hőmérsékleten. Ezért a gőznyomás fordítottan arányos az intennolekuláris kölcsönhatások energiájával.
Propán: apoláris molekula, a molekulák között csak a leggyengébb London-féleerők hatnak.
Dimetil-éter: poláris molekula, a molekulák közöli dipólus-dipólus kölcsönhatások és London-féle erők hatnak. A kölcsönhatások erősebbek a dimetil-éter molekulák között, mint a propán molekulák közöli, ezért a két vegyület gőznyomásának viszonya: dimetil-éter < propán.
Etil-alkohol: a molekula poláris és az –O–H kötés miatt hidrogénkötés kialakulása is lehetséges a molekulák között. A legerősebb intermolekuláris kölcsönhatást alakítja ki a három vegyület közül, ezért az etil-alkohol gőznyomása a legkisebb a propáné pedig a legnagyobb:
etil-alkohol < dimetil-éter < propán.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_674/#m1438aebszk_674 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_674/#m1438aebszk_674)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_674/#m1438aebszk_674)
55. ábra.
A folyadékok gőznyomásának változása a hőmérséklettel
A folyadékok gőznyomása a hőmérséklet-emelkedéssel exponenciálisan növekszik (55. ábra). A különbözőfolyadékok gőznyomása az eltérőerősségű intermolekuláris kölcsönhatások miatt különböző hőmérsékleten éri el az atmoszférikus nyomás értékét, azaz eltérőa forráspontjuk.
Desztillálásnak nevezzük azt a folyamatot, amikor egy folyadékot a forráspontján elpárologtatunk, és a gőzöket lehűtve külön edényben kondenzáljuk. A desztillálást elsősorban az anyagok tisztítására, folyadékelegyek eltérő forráspontú komponenseinek az elválasztására, valamint tiszta anyagok azonosítására alkalmazzák, mivel minden anyagra jellemző az atmoszférikus nyomáson mért forráspontja,
Ha a külső nyomást csökkentjük, az anyagok alacsonyabb hőmérsékleten fonnak. Acsökkentett nyomáson végzett desztillációt vákuumdesztillációnak nevezzük. Alkalmazása olyan folyadékoknál hasznos, amelyek magasabb hőmérsékleten (légköri nyomáson mért forráspontjuk körül) bomlékonyak.
Tartalomjegyzék
- ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
- Impresszum
- Az Olvasóhoz
- Általános kémia
- Kémiai alapfogalmak
- Az atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
- A molekulák szerkezete
- Halmazállapotok
- Oldatok és kolloidok
- A víz és a vizes oldatok
- Kémiai egyensúlyok
- A kémiai egyensúly törvénye
- Egyensúlyok elektrolitoldatokban
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Savakdisszociációs egyensúlya: Ks
- Bázisok disszociációs egyensúlya: Kb
- Összefüggés a Ks, Kb és Kv között
- Ionok reakciója vízzel
- Vizes sóoldatok kémhatása: hidrolízis
- A közös ion hatása
- Titrálási görbék
- Többértékű savak disszociációja
- Pufferoldatok
- Foszfátpuffer
- Hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Elektrolitok oldhatósága és az oldhatósági szorzat
- Kémiai termodinamika
- Reakciókinetika
- Elektrokémia
- A redoxifolyamatok termodinamikája
- Az elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
- Bioszervetlen kémia
- Komplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- Az alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- A magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
- Az átmenetifémek komplexei
- A vas biológiai jelentősége
- A réz biológiai jelentősége
- A cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
- Metallotioneinek és funkciójuk
- A molibdén és a mangán biológiai szerepe
- A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
- A platinakomplexek daganatellenes hatása
- Az alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
- A szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- A nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- Az oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
- A halogének bioszervetlen kémiája
- Irodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
- Rendszám- és atomtömeg-táblázat
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
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
