kokepunkt

Dersom man øker temperaturen i en væske, vil molekylene få stadig mer bevegelsesenergi. Denne bevegelsesenergien varierer fra sted til sted, og noen molekyler vil ha mer energi enn andre. Er temperaturen stor nok, kan molekylene lokalt dyttes med stor nok kraft fra hverandre til at det dannes små lommer av damp, også kalt bobler. Man sier at væsken koker.

Koking oppstår når damptrykket til væsken er lik det atmosfæriske trykket. Dette er en fysisk prosess som kan foregå uten kjemiske reaksjoner.

Kokepunktet ved én atmosfæres trykk (101,3 kPa ved havnivå på jordens overflate) kalles normalkokepunktet. For eksempel vil vann ved én atmosfæres trykk ha normalkokepunkt på 373 K (100 ºC).

Vekselvirkningene mellom molekylene i væsken har betydning for hvor stort damptrykk væsken har, og derfor også for normalkokepunktet. I helium er det bare svake van der Waals-krefter mellom atomene, og normalkokepunktet er derfor med sine 4,2 K det laveste av alle grunnstoffer. Vannmolekyler holdes sammen av relativt sterke hydrogenbindinger, og har derfor et høyt normalkokepunkt på 373 K.

Normalkokepunktet til en væske avhenger av trykket den utsettes for. For vann blir normalkokepunktet lavere jo mindre trykket er. Dette kan forstås som at det er enklere å dytte til side væskemolekyler og danne gassbobler inne i væsken dersom trykket som virker på væsken er lavt.

Dersom man kjenner damptrykket P₂, kan man estimere normalkokepunktet T₂ ved hjelp av Clausius-Clapeyron ligningen

\[ln (\frac{P_1}{P_2} )= \frac{\Delta H_{vap}}{R} (\frac{1}{T_2} -\frac{1}{T_1}) \]

Her er P₁=101,3 kPa, T₁=373 K, R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹ er gasskonstanten og fordampningsvarmen til vann er ΔH_vap = 40,7 kJ/mol.

For eksempel er trykket i atmosfæren på Mars bare P₂=600 Pa, og dermed vil rent vann på Mars ha et normalkokepunkt på omtrent T₂=268 K (-5 ^◦C).

Dersom man løser opp stoff i en væske, vil kokepunktet forhøyes. Dette kalles kokepunktsforhøyelse, og man får gjerne høyere kokepunkt jo mer stoff man løser opp.

For eksempel vil 10 g natriumklorid (vanlig salt) i 0,1 liter vann gi et kokepunkt på omtrent 101,8 ^◦C. Dette er grunnen til at sjøvann har litt høyere normalkokepunkt enn rent vann.

• koking
• normalkokepunktet
• kokepunktsforhøyelse
• væske