خرید فالوور اینستاگرام خرید لایک اینستاگرام
خانه / وبلاگ / نمودار جوش صورت

نمودار جوش صورت

آخرین به روز رسانی: 25 ژانویه 1401 زمان مطالعه: 9 دقیقه

با حرارت دادن مایع، میانگین انرژی جنبشی اجزای آن افزایش می یابد. هر چه تعداد مولکول های بیشتری از سطح مایع به فاز بخار می رسند، سرعت تبخیر افزایش می یابد. در نهایت به نقطه ای می رسیم که تمام مولکول های مایع دارای انرژی جنبشی کافی برای تبخیر هستند. در این حالت مایع شروع به جوشیدن می کند. نقطه جوش دمایی است که در آن فشار بخار یک مایع برابر با فشار محیط است. بنابراین، نقطه جوش یک مایع به فشار اتمسفر بستگی دارد. هر چه فشار کمتر باشد، نقطه جوش کمتر است. به عنوان مثال در سطح دریا نقطه جوش آب 100 درجه سانتیگراد است اما در ارتفاع 2000 متری از سطح دریا این دما به 4.93 درجه سانتیگراد می رسد.

فهرست مطالب این نوشته

تصویر زیر تبخیر یک مایع را نشان می دهد. در تصویر سمت چپ، مایع زیر دمای نقطه جوش است، اما حتی در آن زمان نیز مقداری از مایع در حال تبخیر است. در تصویر سمت راست، دما تا زمانی که حباب هایی در مایع ایجاد شود افزایش می یابد. هنگامی که فشار بخار داخل حباب برابر با فشار محیط (فشار خارجی) باشد، حباب ها به سطح مایع می رسند. دمایی که این فرآیند در آن رخ می دهد، نقطه جوش مایع نامیده می شود.

نقطه جوش معمولی

“نقطه جوش نرمال” دمایی است که در آن فشار بخار یک مایع برابر با فشار استاندارد است. با توجه به اینکه فشار اتمسفر در نقاط مختلف تغییر می کند، این دما نیز با تغییر فشار تغییر می کند، اما نقطه جوش نرمال ثابت است زیرا بر اساس فشار استاندارد 760 میلی متر جیوه (1 اتمسفر) تعریف می شود. تصویر زیر تغییرات ارتفاع و تاثیر آن بر نقطه جوش را نشان می دهد. خوب است بدانید که نقطه جوش معمولی با نام های دیگری مانند نقطه جوش اتمسفر و نقطه جوش در فشار اتمسفر تعریف می شود.

دو تعریف متفاوت از نقطه جوش وجود دارد. نقطه جوش نرمال در فشار 1 اتمسفر یا 101.325 کیلو پاسکال 97.99 درجه سانتیگراد است. در تعریف IOPAC، “نقطه جوش استاندارد آب” 61.99 درجه سانتیگراد در فشار استاندارد 100 کیلو پاسکال ذکر شده است.

دما و فشار اشباع

یک مایع اشباع انرژی گرمایی کافی برای شروع به جوشیدن دارد. به این نقطه «دمای اشباع» نیز می گویند. در تعریفی دیگر، دمای اشباع، دمای مربوط به فشار اشباع است که در آن مایع به فاز بخار تبدیل می‌شود.

دمای اشباع

اگر شرایط فشار ثابت داشته باشیم، یعنی فشار در یک سیستم ثابت بماند، بخار در دمای اشباع با حذف گرما شروع به متراکم شدن به فاز مایع می کند. به همین ترتیب، اگر در دما و فشار اشباع به مایعی انرژی حرارتی (گرما) بدهیم، به فاز بخار می رود.

همانطور که در بالا ذکر شد، نقطه جوش دمایی است که در آن فشار بخار مایع برابر با فشار محیط اطراف است. بنابراین، نقطه جوش بستگی به فشار دارد. در ارتفاعات بالاتر که فشار اتمسفر کمتر است، دمای جوش کاهش می یابد. با افزایش فشار، نقطه جوش نیز به نقطه ای افزایش می یابد که «نقطه بحرانی» نامیده می شود. در این مرحله خواص گاز و مایع برابر است.

بعد از نقطه بحرانی، نقطه جوش قابل افزایش نیست. به همین ترتیب، نقطه جوش با کاهش فشار به “نقطه سه گانه” کاهش می یابد، پس از آن نقطه جوش نمی تواند بیشتر کاهش یابد. اگر گرمای تبخیر (آنتالپی تبخیر) و فشار بخار یک مایع را داشته باشیم، نقطه جوش را می توان با استفاده از “رابطه کلازیوس-کلاپیرون” محاسبه کرد:

$$T_{mathrm{B}}=left(frac{1}{T_{0}}-frac{R ln frac{P}{P_{0}}}{Delta H_{ mathrm{vap}}}right)^{-1}$$

$$T_B$$: نقطه جوش در فشار دلخواه

$$R$$: ثابت گاز ایده آل

$$P$$: فشار بخار مایع در فشار مورد نظر

$$P_0$$: فشار نظری با دما $$T_0$$

$$Delta H _ {vap}$$ : آنتالپی تبخیر مایع

$$T_0$$ : دمای جوش

همچنین این رابطه را می توان به صورت زیر تعریف کرد به طوری که اگر $$P_1$$ و $$P_2$$ فشار بخار در دو دمای $$T_1$$ و $$T_2$$ باشند، خواهیم داشت:

$$ln left( dfrac{P_1}{P_2} right) = dfrac{Delta H_{vap}}{R} left( dfrac{1}{T_2}- dfrac{1}{ T_1} راست)$$

یا

$$ln left( dfrac{P_1}{P_2} right) = – dfrac{Delta H_{vap}}{R} left( dfrac{1}{T_1}- dfrac{1} {T_2} right) label{2B} nonumber$$

مثال

فشار بخار آب در دمای 373 کلوین، 1 اتمسفر و آنتالپی تبخیر آن 40.7 KJ/mol است. فشار بخار را در 363 و 383 کلوین محاسبه کنید.

فیلم‌های آموزشی مرتبط

با استفاده از رابطه کلازیوس-کلاپیرون خواهیم داشت:

$$begin{align} P_{363} &= 1.0 exp left[- left(dfrac{40,700}{8.3145}right) left(dfrac{1}{363;K} – dfrac{1}{373; K}right) right] nonumber \[4pt] &= 0.697; ATM nonumber end{align} nonumber$$

$$begin{align} P_{383} &= 1.0 exp left[- left( dfrac{40,700}{8.3145} right)left(dfrac{1}{383;K} – dfrac{1}{373;K} right) right] nonumber \[4pt] &= 1.409; ATM nonumber end{align} nonumber$$

توجه داشته باشید که تغییر فشار بخار به ازای هر تغییر دما از 373 به 363 کلوین برابر با 303/0 اتمسفر بود، اما افزایش دما از 373 به 383 کلوین، فشار بخار را به میزان 1.409 اتمسفر افزایش داد، بر این اساس افزایش فشار بخار را نشان نمی‌دهد. به صورت خطی رخ می دهد.

فشار اشباع

فشار اشباع فشار مربوط به دمای اشباع است که در آن یک مایع به جوش می آید. علاوه بر این، فشار اشباع و دما رابطه مستقیمی با یکدیگر دارند، یعنی زمانی که فشار اشباع افزایش می‌یابد، دمای اشباع نیز افزایش می‌یابد.

اگر در یک سیستم شرایط همدما داشته باشیم، وقتی فشار سیستم افزایش می‌یابد، بخار در فشار و دمای اشباع شروع به متراکم شدن به فاز مایع می‌کند. به همین ترتیب، با کاهش فشار سیستم، مایع در فشار و دمای اشباع وارد فاز بخار می شود که به آن «تبخیر فلاش» می گویند.

رابطه بین نقطه جوش نرمال و فشار بخار مایعات

هر چه فشار بخار یک مایع در دمای معینی بیشتر باشد، نقطه جوش نرمال آن کمتر است. در تصویر زیر نمودار فشار بخار در مقابل دما برای مایعات مختلف را مشاهده می کنید. با نگاهی دقیق به نمودار، می بینید که مایعاتی که بالاترین فشار بخار را دارند، کمترین نقطه جوش نرمال را دارند.

به عنوان مثال، در تمام دماها، متیل کلرید بالاترین فشار بخار را در بین مایعات این جدول دارد. علاوه بر این، در نقطه تقاطع با خط افقی نقطه جوش معمولی – یعنی خطی که نمودار را با فشار 1 اتمسفر قطع می کند – کمترین نقطه جوش $$ -24.2 C ^ circ$$ است.

فیلم‌های آموزشی مرتبط

بالاترین و کمترین نقطه جوش

هلیم عنصری با کمترین نقطه جوش است. نقطه جوش رنیم و تنگستن در فشار استاندارد بالای 4700 درجه سانتیگراد است. با توجه به اینکه اندازه گیری دما برای دماهای بسیار بالا با اصلاحاتی همراه است، این دو عنصر هر دو به عنوان عناصر با بالاترین نقطه جوش در منابع علمی آورده شده اند.

عوامل موثر بر نقطه جوش

همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، نقطه جوش نرمال را می توان به عنوان نشانه ای از فرار بودن یک ترکیب در نظر گرفت. یک ترکیب خالص فقط یک نقطه جوش معمولی دارد. هر چه نقطه جوش معمولی یک ماده بیشتر باشد، فراریت آن کمتر است. برخی از مواد قبل از رسیدن به نقطه ذوب یا جوش تجزیه می شوند. برای یک ماده پایدار، بسته به فشار محیط، نقطه جوش بین نقطه سه گانه و نقطه بحرانی است. لازم به ذکر است که بالاتر از نقطه سه گانه، نقطه جوش معمولی یک ترکیب بالاتر از نقطه ذوب آن است.

بالاتر از نقطه بحرانی، مایع و بخار یک فاز می شوند و به آن «گاز فوق گرم» می گویند. با توجه به تعریف نقطه جوش نرمال می توان گفت که در هر دمای بالاتر از نقطه جوش نرمال، ترکیب مورد نظر در فشار اتمسفر در حالت گاز قرار دارد.

اگر نقطه جوش معمولی بالاتر باشد، ترکیب مورد نظر را می توان مایع یا جامد در نظر گرفت. توجه داشته باشید که در این وضعیت فشار محیط را فشار اتمسفر در نظر گرفتیم. اگر ترکیب مورد نظر فرار باشد، در مجاورت بخار، در چنین شرایطی ترکیب با بخار خود در تعادل است.

پیوندهای شیمیایی و نقطه جوش

به طور کلی ترکیبات دارای پیوند یونی نقطه جوش بالاتری دارند. البته این موضوع زمانی صادق است که ترکیب مورد نظر قبل از جوشیدن تجزیه نشود. همچنین اکثر فلزات نقطه جوش بالایی دارند. به طور کلی در ترکیباتی که دارای پیوند کووالانسی هستند، با افزایش اندازه مولکول یا جرم مولی، نقطه جوش نرمال افزایش می یابد. البته، زمانی که اندازه مولکولی به اندازه یک “ماکرو مولکول” یا پلیمر نزدیک شود، ترکیب مورد نظر قبل از رسیدن به نقطه جوش تجزیه می شود.

تأثیر قطبیت مولکولی بر دمای جوش

عامل دیگری که بر دمای جوش در یک ترکیب تأثیر می گذارد، قطبیت مولکول های آن است. هنگامی که قطبیت مولکول افزایش می یابد، دمای این نقطه نیز افزایش می یابد. همچنین توانایی یک مولکول برای تشکیل پیوند هیدروژنی یکی از عوامل موثر بر این نقطه است زیرا خروج مولکول از حالت مایع دشوار است. به عنوان مثال، می توان به اسید کربوکسیلیک اشاره کرد که با دیمر شدن پیوند هیدروژنی بین مولکول های خود ایجاد می کند.

شکل مولکول

شکل مولکول نیز بر دمای جوش تأثیر می گذارد. هرچه شکل مولکول فشرده تر باشد، نقطه جوش کمتر است. جدول زیر مقایسه ای بین نقطه جوش بوتان معمولی و ایزوبوتان را نشان می دهد. علاوه بر این، در جدول دیگری، دمای جوش n-pental، isopentane و neopentane مقایسه شده است.

نام معمول
نرمال بوتان (ان-بوتان)
ایزو بوتان

نام آیوپاک
بوتان
۲-متیل پروپان

شکل مولکول

نقطه جوش (درجه سانتی‌گراد)
$$-0.5$$
$$-11.7$$

بسیاری از ترکیبات فرار، هنگامی که گرم می شوند، به فاز میانی مایع می روند و در نهایت از جامد به گاز تبخیر می شوند. در مقایسه با جوش، تصعید یک تغییر فیزیکی است که در آن یک جامد مستقیماً به بخار تبدیل می شود. این حالت فقط در چند مورد خاص اتفاق می افتد که از جمله آنها می توان به دی اکسید کربن در فشار اتمسفر اشاره کرد. برای چنین ترکیباتی، “نقطه تصعید” جایی است که ماده مورد نظر دارای فشار بخار برابر با فشار محیط است.

ناخالصی ها و مخلوط ها

وجود ناخالصی ها (مواد محلول) و سایر اجزای غیر قابل امتزاج بر فشار بخار و در نتیجه نقطه جوش ماده تأثیر می گذارد. میزان این اثر بستگی به غلظت ناخالصی ها دارد. وجود ناخالصی های غیرفرار مانند نمک ها یا ترکیبات فرار با مقدار بسیار کمتر از جزء اصلی ترکیب، کسر مولی ترکیب و فراریت آن را کاهش می دهد و بر این اساس دمای جوش افزایش می یابد. مثلاً آب نمک در دمایی بالاتر از نقطه جوش آب می جوشد.

در سایر ترکیبات امتزاج پذیر ممکن است یک یا چند جزء با فراریت متفاوت وجود داشته باشد. وجود اجزای فرار در یک مخلوط بر فشار بخار، نقطه جوش و “نقطه شبنم” همه اجزای مخلوط تاثیر می گذارد. نقطه شبنم دمایی است که در آن بخار به مایع تبدیل می شود. علاوه بر این، در دماهای مختلف، ترکیب بخار با ترکیب مایع متفاوت است. برای نشان دادن این نوع اثرات ترکیبات فرار در یک مخلوط، معمولاً از نمودار نقطه جوش استفاده می کنند. لازم به ذکر است که در فرآیند تقطیر از این ویژگی تفاوت در نقطه جوش مواد موجود در مخلوط استفاده می کنند و به کمک آن مواد مختلف در یک مخلوط از یکدیگر جدا می شوند.

مطالعه دقیق تر عوامل موثر بر نقطه جوش

قبلاً در مورد تأثیر پیوندها و نیروهای بین مولکولی مختلف بر نقطه جوش مواد صحبت کردیم. در ادامه قصد داریم این مفهوم را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم. برای درک ترتیب نقاط جوش مواد، باید فرآیندهای حاکم بر پیوندهای بین مولکولی را درک کنیم. نکته اصلی در اینجا این است که دمای جوش را می توان به عنوان بازتابی از قدرت پیوندهای بین مولکولی دید. هر چه این مولکول ها پیوندهای محکمی بین خود ایجاد کنند، انتقال آنها به فاز گاز دشوارتر می شود. سه روند مهم در مورد نقطه جوش مواد باید در نظر گرفته شود:

قدرت نسبی نیروهای بین مولکولی: یونی > پیوند هیدروژنی > دوقطبی – دوقطبی > نیروهای پراکندگی واندروالس

با افزایش تعداد اتم های کربن، نقطه جوش افزایش می یابد

کاهش نقطه جوش توسط ترکیبات انشعاب

قدرت نسبی نیروهای بین مولکولی

در تصویر زیر مولکول های دی اتیل اتر، n-بوتانول و سدیم n-butoxide را مشاهده می کنید. مولکول های دی اتیل اتر توسط برهمکنش های دوقطبی-دوقطبی کنار هم نگه داشته می شوند. نقطه جوش این ماده را با ایزومر آن یعنی بوتانول مقایسه کنید. دلیل افزایش نقطه جوش وجود یک گروه هیدروکسیل در بوتانول است که می تواند با مولکول های دیگر پیوند هیدروژنی ایجاد کند. با این حال، نقطه جوش این ترکیب نیز بسیار کمتر از سدیم n-butoxide است. این ماده در دمای زیر 260 درجه سانتیگراد ذوب می شود و قبل از رسیدن به نقطه جوش تجزیه می شود.

اما در مورد مولکول بوتان با فرمول $$C_4H_{10}$$، باید بگوییم که هیچ گروه عاملی قطبی در آن وجود ندارد و تنها نیروهای جاذبه بین مولکول‌های آن، نیروهای ضعیف پراکندگی واندروالس هستند. بر این اساس، نقطه جوش این ماده صفر درجه، برابر با نقطه ذوب آب و بسیار کمتر از حتی دی اتیل اتر است. به عبارت دیگر، در بین مولکول هایی با وزن مولکولی مشابه، وجود گروه های عاملی ترتیب دمای جوش را تعیین می کند.

فیلم‌های آموزشی مرتبط

وزن مولکولی

به تصویر زیر نگاه کنید. در تمام مولکول های این تصویر، نقطه جوش نیز با افزایش وزن مولکولی افزایش می یابد.

نیروی غالب اصلی در این وضعیت نیروی پراکندگی واندروالس است. شدت این نیروها نیز تابعی از مساحت مولکول است، بنابراین با افزایش طول زنجیره کربن، مساحت این مولکول ها افزایش می یابد. با افزایش طول زنجیره، جاذبه هر مولکول نیز افزایش می یابد که در نهایت باعث افزایش نقطه جوش می شود.

تقارن

هر چه شکل مولکول خطی تر باشد دمای جوش بالاتر می رود. برعکس، هر چه شکل مولکول کروی‌تر باشد، مساحت کمتری را پوشش می‌دهد و بنابراین نیروهای واندروالسی ضعیف‌تری داریم که منجر به نقطه جوش کمتری می‌شود. در تصویر زیر انشعاب مولکول و تاثیر آن بر دمای جوش را مشاهده می کنید. همچنین تاثیر گروه های عاملی قطبی بر نقطه جوش در تصویر زیر قابل مشاهده است.

در مورد گروه های عاملی قطبی باید گفت که هر چه این گروه ها پیوندهای هیدروژنی منفرد تشکیل دهند دمای جوش بالاتر می رود. به عنوان مثال با مقایسه 1-پنتانول و 3-پنتانول، متوجه می شویم که در 3-پنتانول، گروه هیدروکسیل توسط دو گروه آلکیل احاطه شده است، اما این مشکل برای 1-پنتانول ایجاد نمی شود. در نتیجه دمای جوش 1 پنتانول کمی بیشتر از 3 پنتانول خواهد بود.

به طور خلاصه، سه عامل اصلی در مورد نقطه جوش ترکیبات آلی در نظر گرفته می شود:

نوع برهمکنش بین مولکول ها

مقایسه وزن مولکولی

نوع تقارن مولکولی

اگر این مقاله برای شما مفید بود، آموزش های زیر نیز توصیه می شود:

^^

سهیل بحر کاظمی

«سهیل بحرکاظمی» دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی نفت از دانشگاه علوم و تحقیقات تهران است. به عکاسی و شیمی آلی علاقه دارد و تا امروز تولید مطالب متنوعی از مجله فرادرس را در حوزه‌های شیمی، هنر و بازاریابی به عهده داشته است. او اکنون به عنوان دبیر ارشد مجله علمی-آموزشی فرادرس فعالیت می‌کند.

دیگر نوشته‌های سهیل بحر کاظمی

مطالب مرتبط

برچسب‌ها

جوش و آکنه یکی از شایع ترین مشکلات و ناهنجاری های پوستی است. در این مقاله قصد داریم در مورد انواع آکنه و درمان های خانگی برای هر کدام صحبت کنیم. با ما بمان.

بیشتر بخوانید

انواع آکنه صورت

سر سفید

لکه های سیاه

دکمه ها

چرخ ها

کیست یا پوسچول

ندول

هر نوع آکنه صورت روش های درمانی متفاوتی دارد. درمان مناسب آکنه می تواند خطر ابتلا به مشکلات پوستی مانند لک یا اسکار آکنه را کاهش دهد.

جوش ها بسته به نوع التهاب به دو دسته التهابی و غیر التهابی تقسیم می شوند، رژیم غذایی شما تاثیر زیادی در ظاهر شدن یا ناپدید شدن جوش های پوستی دارد. در این مقاله در مورد تاثیر مصرف لبنیات بر روی آکنه صحبت کردیم.

انواع آکنه غیر التهابی صورت

جوش های سرسفید و سر سیاه انواع غیر التهابی آکنه هستند. جوش های غیر التهابی معمولاً متورم نمی شوند و خیلی دردناک نیستند.

دکمه های سفید

کومدون های بسته اصطلاح پزشکی برای جوش های سرسفید هستند. این جوش ها معمولاً لکه ها یا برآمدگی های کوچک سفید یا گوشتی هستند. آنها معمولا از یک مرکز گرد سفید و یک هاله قرمز در اطراف آن تشکیل شده اند. گاهی اوقات ممکن است یک مو از مرکز سرسفید رشد کند.

پوست اطراف سرسفید ممکن است سفت یا چروکیده به نظر برسد، به خصوص زمانی که جوش بزرگ یا بسیار برجسته باشد. جوش های سرسفید معمولا بعد از بهبودی اثری از خود باقی نمی گذارند.

لکه های سیاه

یکی از انواع آکنه جوش سرسیاه است. که به آنها کومدون نیز می گویند. این نوع آکنه لکه های سیاه یا تیره کوچکی است که کمی شبیه برجستگی هستند.

پوست اطراف جوش سرسیاه معمولاً طبیعی به نظر می رسد، در حالی که مرکز جوش سرسیاه تیره تر از محیط اطراف است. این تغییر رنگ به دلیل آلودگی در لحیم کاری ایجاد نمی شود. جوش های سرسیاه در واقع جوش های سرسفیدی هستند که باز شده اند. هنگامی که یک جوش سر سفید در معرض هوا قرار می گیرد، به جوش سر سیاه تبدیل می شود.

راه های درمان آکنه غیر التهابی صورت

بسیاری از پاک کننده ها، مرطوب کننده ها، ژل ها، تونرها و کرم های بدون نسخه را می توان برای درمان آکنه غیر التهابی استفاده کرد. بنزوئیل پراکسید، اسید سالیسیلیک، گوگرد و رزورسینول از جمله موادی هستند که باعث از بین رفتن جوش های سر سیاه و سرسفید می شوند.

درمان خانگی

صورت خود را دو بار در روز با آب گرم و صابون بشویید

هر دو روز یکبار کل بدن را بشویید

استرس را کاهش دهید

رژیم غذایی سالم و متعادل

آب کافی بنوشید

رعایت تعادل در شستشوی پوست ملتهب

از قرار گرفتن در معرض نور خودداری کنید

در بیرون از خانه از ضد آفتاب استفاده کنید

از برخورد با آکنه صورت خودداری کنید زیرا باعث مشکلات پوستی مانند ندول، کیست، جای زخم، لکه های تیره و سوراخ می شود.

انواع آکنه های التهابی روی صورت

پاپول (خفیف)

پاسکال (نرم)

ندول (متوسط)

کیست (جدی)

جوش های التهابی از جوش های غیر التهابی جدی تر هستند و این نوع جوش ها بیشتر باعث ایجاد زخم یا ایجاد سوراخ می شوند.

پاپول ها برآمدگی های زیر سطح پوست هستند. آنها سخت، لطیف، صورتی و بلند هستند. پوست اطراف پاپول ها معمولاً کمی متورم و قرمز است. برخلاف جوش های سرسفید، پاپول ها مرکز قابل مشاهده ای ندارند و بر خلاف جوش های سرسیاه، منافذ باز ندارند.

پاپول ها زمانی ایجاد می شوند که جوش های سرسیاه و سرسفید باعث ناراحتی و سوزش شده و به پوست اطراف آسیب می رسانند.

پوسچول ها برآمدگی های بزرگتر و حساس تر با مرکز دایره ای مشخص هستند. این مرکز با چرک سفید یا زرد پر شده است

9 علت زیاد شدن جوش صورت | کدام جوش ها خطرناکند؟ | کلینیک پوست پدیا

از دکتر بپرس

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

** پیشنهاد برای شما **

کرم کنترل کننده چربی و جوش درماتیپیک