Kaynama Noktası Nedir?

kaynama noktası

sıvılarda, çevrenin sıvı üzerinde etkidiği basınç ile sıvının buhar basıncının eşitlendiği sıcaklık. Bu durumda ısı artışı, sıcaklığında yükselme olmaksızın sıvının buhara dönüşmesine neden olur.

Belirli bir sıcaklığın üstünde sıvı, yüzeyinde atmosfere doğru kısmen buharlaşır; bu süreç, buharın etkidiği basınç, sıvının o sıcaklıktaki buhar basıncı denen karakteristik bir değere ulaşmasına kadar sürer. Sıcaklık yükseldikçe buhar basıncı da artar; kaynama noktasında, sıvı içinde oluşan buhar kabarcıkları yüzeye çıkar. Bir sıvının kaynama noktası, üzerinde etkiyen basınca bağlı olarak değişir; normal kaynama noktası, buhar basıncının deniz düzeyindeki standart atmosfer basıncına (760 mm cıva basıncı) eşit olduğu sıcaklıktır. Deniz düzeyinde su 100°C’de kaynar. Daha yüksek yerlerde kaynama noktası sıcaklığı daha düşüktür.

buharlaşma

bir maddenin sıvı ya da katı fazdan gaz (buhar) fazına dönüşmesi. Eğer sıvı içinde buhar kabarcıkları oluşursa bu sürece kaynama, madde katı fazdan doğrudan doğruya buhara dönüşürse süblimleşme (uçunum) denilir.

Buharlaşmaya yol açmak için katı ya da sıvıya ısı eklemek gerekir. Bir sistemde çevre, buharlaşma için yeterli ısıyı veremiyorsa, sistemin kendisi kısmen soğuyarak bu ısıyı sağlayabilir (örn. karpuzu kesip açıkta bırakmak, testiye ıslak tülbent sarmak). Bir katı ya da sıvının atomları ya da molekülleri, kohezyon kuvvetlerinin etkisiyle bir arada tutulur ve buharın oluşması için bu kuvvetlerin üstesinden gelerek atomları ya da molekülleri birbirlerinden ayırmak gerekir. Buharlaşma ısısı, bu kohezyon kuvvetlerini yenmek için harcanması gereken enerjinin ölçüsüdür.

Bir buharın yoğunlaşarak sıvı ya da katı oluşturması da buharlaşmanın tersidir. Bu süreçte ise yoğunlaşan buhardan çevreye ısı aktarılmalıdır. Bu ısının miktarı, değer olarak buharlaşma ısısına eşittir; bu nedenle de buharlaşma ısısı gibi, söz konusu maddenin belirleyici özelliklerinden biridir.

süblimleşme

UÇUNUM olarak da bilinir, bir maddenin katı halden sıvı hale geçmeden doğrudan doğruya gaz (buhar) haline dönüşmesi. Kuru buzun (donmuş karbon di- oksit) atmosfer basıncında ve normal sıcaklıkta buharlaşması süblimleşmeye bir örnektir. Süblimleşme, buhar basıncı ile sıcaklık arasındaki bağıntıdan kaynaklanır. Besinlerin dondurularak kurutulmasında, suyun donmuş haldeki besinden yüksek vakum altında süblimleştirilmesi işlemi uygulanır. Ayrıca bak. buharlaşma; faz diyagramı.

faz diyagramı

bir maddenin ya da karışımın katı, sıvı ve gaz hallerinin, basınç ve sıcaklık ya da çözünürlük ve sıcaklık gibi çeşitli termodinamik parametrelere bağlı karşılıklı denge konumlarını gösteren grafik. Çizimde, tek bileşenli (tek bir katışkısız maddeden oluşan) bir sistemin tipik bir faz diyagramı görülmektedir. Eğriler, değişik basınç ve sıcaklıklarda yapılan ölçümlerden elde edilmiştir. Bu eğrilerle ayrılan alanlar içinde kalan basınç ve sıcaklık koşullarında yalnızca tek bir faz (katı, sıvı ya da gaz) bulunur. Sıcaklık ve basınç değişimleri eğrilerin üzerindeki noktalara ulaşmadıkça bu faz değişmez. Eğrilerin üzerinde yer alan herhangi bir basınç ve sıcaklık noktasında, katı-sıvı, katı-buhar ya da sıvı-buhar gibi iki farklı faz denge halinde bulunur. Örneğin, sıvının buhar basıncının sıcaklıkla değişimini gösteren eğri, sıvı ve buhar fazları arasında bir sınır oluşturur. Düşük sıcaklık ve yüksek basınç tarafında sıvı olan madde, eğrinin ancak yüksek sıcaklık ve düşük basınç tarafında buhar olarak bulunabilir.

Eğrinin üzerindeki noktalara denk düşen basınç ve sıcaklıklarda, sıvı ve buhar fazları birlikte bulunur; bu eğrinin yok olduğu kritik noktada, sıvı ve buhar birbirinden ayırt edilemez duruma gelir. Sıvı ve katı arasındaki eğri boyunca farklı basınçlar için erime sıcaklıkları bulunabilir. Üç eğrinin kesiştiği üçlü nokta üç fazın da dengede bulunduğu tek durumdur. İki bileşenli bir alaşımın faz diyagramı, çoğunlukla sıcaklık- bileşen diyagramı üzerindeki erime eğrilerini gösterir.

Her maddenin ve .karışımın kendine özgü bir faz diyagramı vardır. Karmaşıklar, üç boyutlu faz diyagramların, gereksinim gösterebilir; bu durumda, bu diyagramlar perspektif yardımıyla iki boyutta gösterilir. Minerallerin ve kayaçlann Yer içindeki oluşum koşullarına bağlı olarak mineral dengelerinin incelenmesinde faz diyagramlarından yararlanılır. Bu diyagramlar ayrıca, sanayi donanımlarının tasarımında, üretim işlemlerinin optimum koşullarının araştırılmasında ve maddelerin arılıklarının belirlenmesinde de büyük önem taşır.

KAYNAMA - YOĞUNLAŞMA OLAYI VE BUHARLAŞMA

Bir miktar su ağzı açık kaba konulduğunda zamanla suyun azaldığı gözlenir. Bu olayda sıvı molekülleri bulunduğu ortamdan ısı alarak sıvı halden buhar haline geçmiştir. Bu olaya buharlaşma denir. Sıvılar bulunduğu her sıcaklıkta buharlaşabilirler.Sıvı moleküller, buhar haline gelirken sıvıdan ayrılanlar dış ortama basınç yaparlar. Yaptıkları bu basınca DENGE BUHAR BASINCI denir.

Sıvıların sıcaklığı artıkça buharlaşması hızlanır. Dolayısı ile denge buhar basıncı da artar. Denge buhar basıncının bu artışı en nihayetinde açık hava basıncına (Po) eşik oluncaya kadar devam eder.

Sıvının buhar basıncının; açık hava basıncına eşit olduğu anda KAYNAMA olayı gerçekleşir. Kaynama olayının başladığı sıcaklığa da KAYNAMA NOKTASI (SICAKLIĞI) denir.

KAYNAMA NOKTASI : Sabit sıcaklıkta ve basınçta saf sıvı bir maddenin, sıvı halden gaz hale geçtiği sıcaklıktır. Genellikle birimi ( 0C ) olarak verilir.

• Saf suyun donma noktası 0 0C , kaynama noktası ise 100 0C"dir ( 1 atmosfer basınçta)
• Saf (arı) sıvıların kaynama süresince hem sıcaklığı hem de buhar basıncı sabittir.
• Saf olmayan sıvıların ise kaynama süresince sıcaklığı değiştiği halde buhar basıncı değişmez.
• Sıvıların 1 atm. basınçta elde edilen kaynama sıcaklıklarına "normal kaynama sıcaklığı" denir.
• Kaynama sıcaklığı saf sıvılar için ayırt edici özelliktir.

YOĞUNLAŞMA NOKTASI : Sabit sıcaklıkta ve basınçta saf gaz bir maddenin, gaz halden sıvı hale geçtiği sıcaklıktır. Genellikle birimi ( 0C ) olarak verilir.

• Saf bir katı eridiği sıcaklıkta, sıvısı da donar; Yine aynı şekilde saf bir sıvının buharlaştığı sıcaklıkta, buharı da yoğunlaşır.

KAYNAMA NOKTASINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER:
1- Sıvının cinsi: Sıvının kimyasal yapısı değiştikçe kaynama noktası değişir. Kısaca sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvveti arttıkça sıvının kaynama noktası artar.
2- Açık hava basıncı: Sıvı yüzeyine etki eden açık hava basıncı (Po) arttıkça sıvının kaynama noktası yükselir.
3- Yükselti (Rakım): Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça sıvının kaynama noktası düşer. Bu olay dolaylı yoldan açık hava basıncının azalmasına bağlıdır.
4- Sıvıda yabancı madde çözünmesi: Çözüneni uçucu olamayan çözeltilerde (katı - sıvı) çözünen madde miktarı arttıkça çözeltinin kaynama noktası artar.

Bu iki olayın grafiğini görmek için Sitemizden Sorunsuzca Yararlanıp Linkleri Görmek İçin Buraya Tıklayara Üye Olunuz.
Aynı rotamda kaynayan bütün sıvıların kaynama süresince buhar basınçları birbirine eşittir.
Bütün sıvıların sıcaklığı arttıkça buhar basıncı artar. Ancak kaynama başladıktan sonra buhar basıncı sabit kalır
Bütün sıvıların sıcaklığı arttıkça buhar basıncı artar demiştik. Ancak saf sıvılarda kaynama noktasından sonra hem sıcaklığı hem de buhar basıncı sabitleşir. Oysa tuzlu su gibi çözeltilerde kaynamaya başlama sıcaklığına kadar hem sıcaklık hem de buhar basıncı artar, kaynama başladığı andan itibaren, sıcaklığı arttığı halde buhar basıncı değişmez.
Sıvıların aynı ortamda kaynama noktaları ile buhar basınçları arasında ters orantı ilişkisi vardır. Yani kaynama sıcaklığı yüksek olan sıvının buhar basıncı daha düşüktür.

ÖRNEK:
1 atm basınç altında
Suyun kaynama noktası : 100 0C"dir
Saf alkolün kaynama noktası : 78 0C"dir
Buhar basınçları arasında ise : Palkol > Psu' dur.
Sıvının ısı alarak gaz fazına geçmesi olayına buharlaşma demiştik. Şimdi bu olayın tersini düşünelim. Yani buharın ısı kaybederek sıvı hale geçmesi olayına yoğunlaşma denir. Günlük hayatta camların buğulanması, buzdolabından çıkan kapların dış yüzeylerinde sıvı taneciklerin oluşması birer yoğunlaşma olayıdır.

bazı saf cisimlerin kaynama sıcaklıkları

• aseton 56,1 °C
• asetilen -83,6 °C
• asetik asit 118,1 °C
• nitrik asit 86 °C
• etil alkol 78,5 °C
• metil alkol 64,5 °C
• asetaldehid 20,2 °C
• anilin 184,4 °C
• azot -195,8 °C
• benzen 79,6 °C
• brom 58,8 °C
• bütan 0,6 °C
• klor -34,1 °C
• kloroform 61,2 °C
• metil klorür -23,7 °C
• siyanogen -20,5 °C
• su 100 °C
• eter 34,5 °C
• gliserin 290 °C
• helyum -268,9 C'C
• hidroıen -252,8 °C
• iyot 184 °C
• cıva 356,9 °C
• naftalen 217,9 °C
• neon -246 °C
• altın 2 600 °C
• oksijen -183 °C
• platin 4 300 °C
• kurşun 1 740 °C
• propan -44,5 °C
• kükürt 444,6 °C
• karbon sülfür 46,3 °C
• toluen 110,5 °C
• çinko 907 °C