Inhoud
Kookpunten van stoffen variëren afhankelijk van hun structuur op moleculair niveau. Waren allemaal bekend met het kookpunt van water bij standaarddruk - 100 graden Celsius of 212 graden Fahrenheit. Veel van de stoffen die u als gassen beschouwt, zijn echter alleen gassen omdat hun kookpunten ver onder kamertemperatuur liggen. Zelfs sommige stoffen die bij kamertemperatuur vloeibaar zijn, zoals ethanol, hebben lagere kookpunten dan water.
Atmosfeer
Stikstof (N2), koolstofdioxide, zuurstof (O2), helium, chloor (Cl2) en waterstof zijn allemaal bekende voorbeelden van stoffen die bij veel lagere temperaturen dan water koken. Vloeibaar helium heeft het laagste kookpunt van allemaal - ongeveer -452 graden Fahrenheit, slechts 4,2 graden Celsius boven het absolute nulpunt. Hoewel deze stoffen gassen worden genoemd, is het belangrijk om te onthouden dat geen enkele stof als een "gas" of een "vloeistof" kan worden gedefinieerd, behalve bij een specifieke temperatuur. Vloeistof, vaste stof en gas zijn allemaal gewoon verschillende toestanden van materie, en een stof kan elk van deze drie toestanden bewonen, afhankelijk van de temperatuur en druk.
Niet-polaire koolwaterstoffen
Water heeft een dipoolmoment, wat betekent dat het polair is omdat er een zwakke gedeeltelijke negatieve lading op zuurstof en een zwakke gedeeltelijke positieve lading op waterstof is. Koolwaterstofverbindingen, zoals die in benzine, zijn echter niet-polair. Interacties die dispersies van Londen worden genoemd, houden niet-polaire moleculen bij elkaar in de vaste of vloeibare fase; deze Londense krachten worden sterker naarmate de moleculen groter worden. Bijgevolg koken veel kleinere niet-polaire moleculen zoals de componenten van benzine bij een lagere temperatuur dan water omdat de intermoleculaire interacties zwakker zijn.
alcoholen
Net als watermoleculen zijn alcoholen polair en kunnen ze ook een speciaal soort binding vormen, een waterstofbinding. Watermoleculen kunnen echter twee waterstofbruggen vormen, terwijl een alcohol er slechts één kan vormen. Alcoholen hebben meestal een hoger kookpunt dan koolwaterstoffen van dezelfde grootte maar een lager kookpunt dan water. Zo maak je likeur zoals whisky: door destillatie om het ethanolgehalte te verhogen.
Andere moleculen
Veel andere moleculen hebben lagere kookpunten dan water. Een opmerkelijk voorbeeld is een klasse moleculen die ethers worden genoemd en die een zuurstofbinding hebben aan twee koolstofatomen; ze zijn enigszins polair maar niet zo polair als water of alcoholen en kunnen geen waterstofbruggen vormen, dus hebben ze meestal lagere kookpunten. Een ander voorbeeld is ammoniak, dat doorgaans opgelost in water wordt verkocht. Het kookt onder 0 graden Celsius en wordt bij kamertemperatuur gevonden als een gas, zij het dat gemakkelijk oplost.