Chất có nhiệt độ sôi cao nhất? Kiến thức cơ bản về nhiệt độ sôi

1. Tổng hợp lý thuyết cơ bản về nhiệt độ sôi

Mục đích để trả lời được câu hỏi chất có nhiệt độ sôi cao nhất thì trước tiên, các bạn sẽ cần nắm bắt được những kiến thức cơ bản về nhiệt độ sôi của các chất dựa trên các kiến thức của môn Hóa.

1.1. Điều gì có sự tác động tới nhiệt độ sôi?

Với nhiệt độ sôi của các chất thì những yếu tố tác động và ảnh hưởng đến sẽ bao gồm 4 yếu tố. Đó là: Liên kết hidro, Liên kết ion, Khối lượng mol của phân tử và Hình dạng của phân tử.

1.1.1. Yếu tố liên kết ion

Đối với liên kết ion thì tác động tới nhiệt độ sôi sẽ thể hiện như sau: Các chất có sự liên kết ion được tạo thành sẽ có nhiệt độ sôi lớn hơn so với những chất có liên kết là cộng hóa trị tồn tại bên trong. 

1.1.2. Yếu tố liên kết hidro

Liên kết hidro chính là một dạng liên kết cộng hóa trị. Ở đây, dạng liên kết này sẽ được hình thành giữa các phân tử mang điện tích là dương (+) với các phân tử mang điện tích là âm (-) (đối với các phân tử là hợp chất khác nhau).

Khi đó, những chất có lực liên kết hidro càng lớn thì nhiệt độ sôi của chất đó càng lớn. Điều này có nghĩa là nhiệt độ sôi sẽ tỉ lệ thuận với lực liên kết hidro của chất đó. 

Ví dụ: Trong trường hợp của 2 chất là CH3COOH và CH3CH2OH, so sánh nhiệt độ sôi, kết quả sẽ là CH3COOH > CH3CH2OH (bởi vì CH3COOH có lực liên kết hiđro mạnh hơn).

Tuy nhiên, lúc này, vấn đề được đặt ra là làm sao để so sánh được lực liên kết hidro giữa các chất với nhau? Để thực hiện việc so sánh này thì ta sẽ chia làm 2 trường hợp.

+ Trường hợp 1: Các nhóm chức khác nhau

Nhiệt độ sôi của các chất sẽ được sắp xếp theo thứ tự như sau: 

Axit > ancol > este > andehit > ete > phenol

Điều cần lưu ý ở trong trường hợp này đó là ở chương trình Hóa học bậc phổ thông thì các liên kết hidro sẽ được xét những liên kết giữa phân tử H (+) và phân tử O (-) mà thôi.

Ví dụ: Nhiệt độ sôi của CH3CH2OH > CH3COOC2H5

+ Trường hợp 2: Các chất cùng một nhóm chức

Với những chất có cùng một nhóm chức thì liên kết giữa gốc R với nhóm chức sẽ có sự ảnh hưởng trực tiếp tới liên kết hidro. Cụ thể nếu chất có gốc R là gốc hút electron thì lực liên kết hidro sẽ càng mạnh và ngược lại. Khi gốc R là gốc đẩy electron thì lực liên kết hidro sẽ yếu hơn. 

Ví dụ: CH2=CH-COOH > C2H5COOH

1.1.3. Yếu tố khối lượng mol của phân tử

Nhiệt độ sôi với phân tử khối của các chất sẽ có tỉ lệ thuận với nhau. Điều này có nghĩa là những chất có phân tử khối càng lớn thì nhiệt độ sôi của những chất đó sẽ càng cao. 

1.1.4. Yếu tố hình dạng của phân tử

Dựa trên lý thuyết về sức căng của mặt ngoài các chất thì những phân tử có hình dạng co tròn sẽ có sức căng mặt ngoài rất thấp. Điều này sẽ khiến cho các phân tử càng dễ dàng bị bứt ra khỏi chất lỏng và việc bay hơi là hoàn toàn đơn giản,. Chính vì lý do đó mà các chất này sẽ có nhiệt độ sôi thấp.

Từ cơ sở đó, ta có thể rút ra được rằng, những phân tử có sự phân nhánh nhiều thì nhiệt độ sôi sẽ thấp hơn so với những phân tử không có sự phân nhánh. 

Lưu ý trong trường hợp này như sau:

- Các đồng phân Cis sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn so với các phân tử có đồng phân Trans.

- Độ phân cực của phân tử nào lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn: axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy

- Trong trường hợp có nước (H2O) thì nhiệt độ sôi của nước là 100℃ sẽ lớn hơn so với các ancol có 3 nguyên tử cacbon và nhỏ hơn các ancol có 4 nguyên từ cacbon trở lên.

- Trong trường hợp có phenol thì nhiệt độ sôi của phenol sẽ lớn hơn các ancol có 7 nguyên tử cacbon trở xuống và nhỏ hơn các axit có từ 4 nguyên tử cacbon trở lên. 

Xem thêm: Trung tâm luyện thi đại học

1.2. Thứ tự trong việc so sánh nhiệt độ sôi

Bên cạnh các nguyên tắc thì trình tự trong việc so sánh nhiệt độ sôi cũng là điều hết sức quan trọng cần chú ý.

- Với các chất có sự liên kết hidro thì thứ tự so sánh nhiệt độ sôi sẽ là: So sánh về loại liên kết hidro, tiếp đến là so sánh về khối lượng và cuối cùng là cấu tạo của phân tử.

- Với các chất không có liên kết hidro thì trình tự là khối lượng sau đó là cấu tạo của phân tử.

Đó là những kiến thức cơ bản trong việc đi tìm chất có nhiệt độ sôi cao nhất. Chất nào sẽ có nhiệt độ sôi cao nhất vậy?

2. Giải đáp chất có nhiệt độ sôi cao nhất

Với những thông tin được đề cập ở trên thì có lẽ các bạn đã phần nào định hình được cho mình về chất có nhiệt độ sôi cao nhất. 

Thực tế thì sẽ không có một đáp án cụ thể và chính xác về một chất nào đó có nhiệt độ sôi cao nhất. Việc đưa ra câu trả lời về chất có nhiệt độ sôi cao nhất sẽ phụ thuộc vào việc những chất bạn đặt ra để so sánh là những chất nào, kèm theo đó chính là 6 nguyên tắc trong việc tìm ra chất có nhiệt độ sôi cao nhất. 

- Hai hợp chất có cùng một khối lượng phân tử hay xấp xỉ nhau thì chất nào có sự liên kết hidro được đánh giá là bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.

- Hai hợp chất có cùng một kiểu liên kết hidro được hình thành thì chất có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.

- Đối với hai hợp chất là đồng phân thì hợp chất đồng phân Cis sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn so với hợp chất là đồng phân Trans.

- Đối với hai hợp chất cũng là đồng phân của nhau thì chất có nhiệt độ sôi cao hơn sẽ là chất có bề mặt tiếp xúc các phân tử lớn hơn.

- Nếu hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc gần nhau thì nhiệt độ sôi của chất chứa liên kết ion sẽ cao hơn.

- Hai hợp chất cùng không có sự xuất hiện của liên kết hidro, đồng thời lại có sự bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau về khối lượng thì chất có nhiệt độ sôi lớn hơn sẽ là chất có sự phân cực lớn hơn. 

Có thể nhận thấy rằng việc tìm ra một chất có nhiệt độ sôi sẽ phụ thuộc vào khá nhiều các điều kiện khác nhau. Do vậy mà các bạn sẽ cần phải đi theo một trình tự các bước so sánh để có thể tìm ra đáp án cho mình về chất có nhiệt độ sôi cao nhất. 

Xem thêm: Cách sử dụng máy tính Casio fx 570ms

3. Tiến trình giải bài tập về nhiệt độ sôi

Để có thể giải các bài tập về so sánh nhiệt độ sôi giữa các chất thì các bạn sẽ có 2 bước lớn là thực hiện việc phân loại các chất là liên kết ion hay liên kết hóa trị, sau đó sẽ áp dụng quy tắc về trình tự so sánh nhiệt độ sôi của các chất đã được nêu ở trên.

Với việc phân loại các chất là liên kết ion thì bạn có thể dựa trên các nguyên tắc ở trên để xác định chất có nhiệt độ sôi cao nhất. Còn khi các chất đó có liên kết là cộng hóa trị thì sẽ thực hiện theo các bước sau đây:

- Thực hiện việc phân loại các chất có liên kết hidro và không có liên kết hidro.

- Thực hiện việc so sánh nhiệt độ sôi của các chất cùng một nhóm với nhau.

- Đưa ra kết luận dựa trên kết quả thu được sau quá trình so sánh với việc áp dụng trình tự so sánh nhiệt độ sôi cũng như 6 nguyên tắc được nếu trên.

Nhìn chung, việc so sánh nhiệt độ sôi của các chất và tìm ra chất có nhiệt độ sôi cao nhất sẽ có khá nhiều điều kiện được kèm theo và áp dụng. vì thế, việc nắm vững lý thuyết nhiệt độ sôi là yêu cầu cơ bản với các bạn trong trường hợp này.

Trên đây chính là trọn bộ thông tin về nhiệt độ sôi cũng như việc đi tìm chất có nhiệt độ sôi cao nhất. Mong rằng, bài viết đã mang đến những điều thực sự bổ ích cho các bạn.