Contenu
Les points d'ébullition des substances varient en fonction de leur structure au niveau moléculaire. Tous connaissaient le point d'ébullition de l'eau à une pression standard - 100 degrés Celsius ou 212 degrés Fahrenheit. Cependant, bon nombre des substances que vous considérez comme des gaz ne sont que des gaz, car leur point d’ébullition est bien inférieur à la température ambiante. Même certaines substances liquides à la température ambiante, comme l'éthanol, ont des points d'ébullition plus bas que l'eau.
Atmosphère
L'azote (N2), le dioxyde de carbone, l'oxygène (O2), l'hélium, le chlore (Cl2) et l'hydrogène sont tous des exemples bien connus de substances dont le point d'ébullition est bien inférieur à celui de l'eau. L'hélium liquide a le point d'ébullition le plus bas de tous - environ -452 degrés Fahrenheit, seulement 4,2 degrés Celsius au-dessus du zéro absolu. Bien que ces substances soient appelées gaz, il est important de rappeler qu'aucune substance ne peut être définie comme un "gaz" ou un "liquide" sauf à une température spécifique. Le liquide, le solide et le gaz ne sont que des états différents de la matière, et une substance peut habiter l’un quelconque de ces trois états, en fonction de la température et de la pression.
Hydrocarbures non polaires
L'eau a un moment dipolaire, c'est-à-dire polaire, car il y a une faible charge négative partielle sur l'oxygène et une faible charge positive partielle sur des atomes d'hydrogène. Les composés d'hydrocarbures comme ceux que l'on trouve dans l'essence ne sont toutefois pas polaires. Des interactions appelées forces de dispersion de London maintiennent les molécules non polaires ensemble en phase solide ou liquide; ces forces de London deviennent plus fortes à mesure que la taille des molécules augmente. Par conséquent, de nombreuses molécules non polaires plus petites, telles que les composants de l’essence, bout à une température inférieure à celle de l’eau, car les interactions intermoléculaires sont plus faibles.
Alcools
Comme les molécules d'eau, les alcools sont polaires et peuvent également former un type spécial de liaison appelé liaison hydrogène. Les molécules d'eau peuvent cependant former deux liaisons hydrogène, alors qu'un alcool ne peut en former qu'une. Les alcools ont tendance à avoir un point d'ébullition plus élevé que les hydrocarbures de la même taille mais à un point d'ébullition inférieur à celui de l'eau. C’est comme ça que l’on fabrique de l’alcool comme du whisky: par distillation pour augmenter la teneur en éthanol.
Autres molécules
Beaucoup d'autres molécules ont des points d'ébullition plus bas que l'eau. Un exemple notable est une classe de molécules appelées éthers, qui ont un oxygène lié à deux atomes de carbone; ils sont légèrement polaires mais pas aussi polaires que l'eau ou les alcools et ne peuvent pas former de liaisons hydrogène. Ils ont donc généralement des points d'ébullition plus bas. L'ammoniac est un autre exemple. Il est généralement vendu dissout dans l'eau. Il bout au-dessous de 0 degré Celsius et à la température ambiante se trouve sous forme de gaz, même s’il se dissout facilement.