Der Siedepunkt einer Substanz ist die Temperatur, bei der der Dampf-Druck der Flüssigkeit dem Umweltdruck gleichkommt, der die Flüssigkeit umgibt.

Eine Flüssigkeit in einem Vakuum hat einen niedrigeren Siedepunkt als, wenn diese Flüssigkeit am atmosphärischen Druck ist. Eine Flüssigkeit am Hochdruck-hat einen höheren Siedepunkt als, wenn diese Flüssigkeit am atmosphärischen Druck ist. Mit anderen Worten ändert sich der Siedepunkt einer Flüssigkeit abhängig von Umgebungsumweltdruck. Für einen gegebenen Druck kochen verschiedene Flüssigkeiten bei verschiedenen Temperaturen.

Der normale Siedepunkt (hat auch den atmosphärischen Siedepunkt oder den atmosphärischen Druck-Siedepunkt genannt), einer Flüssigkeit ist der spezielle Fall, in dem der Dampf-Druck der Flüssigkeit dem definierten atmosphärischen Druck auf Meereshöhe, der 1 Atmosphäre gleichkommt. Bei dieser Temperatur wird der Dampf-Druck der Flüssigkeit genügend, um atmosphärischen Druck zu überwinden und Luftblasen des Dampfs zu erlauben, sich innerhalb des Hauptteils der Flüssigkeit zu formen. Der Standardsiedepunkt ist jetzt (bezüglich 1982) definiert durch IUPAC als die Temperatur, bei der das Kochen unter einem Druck von 1 Bar vorkommt.

Die Hitze der Eindampfung ist der Betrag der Energie, die erforderlich ist, um eine durchtränkte Flüssigkeit (d. h., eine Flüssigkeit an seinem Siedepunkt) in einen Dampf zuwandeln oder zu verdunsten.

Flüssigkeiten können sich zu einem Dampf bei Temperaturen unter ihren Siedepunkten durch den Prozess der Eindampfung ändern. Eindampfung ist ein Oberflächenphänomen, in dem sich Moleküle in der Nähe vom Rand von Flüssigkeit niedergelassen haben, der nicht durch genug flüssigen Druck auf diese Seite, Flucht in die Umgebungen als Dampf enthalten ist. Andererseits ist das Kochen ein Prozess in der Moleküle überall in der flüssigen Flucht, auf die Bildung von Dampf-Luftblasen innerhalb der Flüssigkeit hinauslaufend.

Sättigungstemperatur und Druck

Eine durchtränkte Flüssigkeit enthält so viel Thermalenergie, wie es kann ohne zu kochen (oder umgekehrt ein durchtränkter Dampf so kleine Thermalenergie enthält, wie es kann ohne sich zu verdichten).

Sättigungstemperatur bedeutet Siedepunkt. Die Sättigungstemperatur ist die Temperatur für einen entsprechenden Sättigungsdruck, an dem eine Flüssigkeit in seine Dampf-Phase kocht. Wie man sagen kann, wird die Flüssigkeit mit der Thermalenergie gesättigt. Jede Hinzufügung der Thermalenergie läuft auf einen Phase-Übergang hinaus.

Wenn der Druck in einem System unveränderlich (isobaric) bleibt, wird ein Dampf bei der Sättigungstemperatur beginnen, sich in seine flüssige Phase zu verdichten, als Thermalenergie (Hitze) entfernt wird. Ähnlich wird eine Flüssigkeit bei der Sättigungstemperatur und dem Druck in seine Dampf-Phase kochen, weil zusätzliche Thermalenergie angewandt wird.

Der Siedepunkt entspricht der Temperatur, bei der der Dampf-Druck der Flüssigkeit dem Umgebungsumweltdruck gleichkommt. So ist der Siedepunkt vom Druck abhängig. Gewöhnlich werden Siedepunkte in Bezug auf den atmosphärischen Druck (101.325 kilopascals oder 1 atm) veröffentlicht. An höheren Erhebungen, wo der atmosphärische Druck viel niedriger ist, ist der Siedepunkt auch niedriger. Der Siedepunkt nimmt mit dem vergrößerten Druck bis zum kritischen Punkt zu, wo die flüssigen und Gaseigenschaften identisch werden. Der Siedepunkt kann außer dem kritischen Punkt nicht vergrößert werden. Ebenfalls werden die Siedepunkt-Abnahmen mit dem abnehmenden Druck bis zum dreifachen Punkt erreicht. Der Siedepunkt kann unter dem dreifachen Punkt nicht reduziert werden.

Wenn die Hitze der Eindampfung und der Dampf-Druck einer Flüssigkeit bei einer bestimmten Temperatur bekannt sind, kann der normale Siedepunkt durch das Verwenden der Clausius-Clapeyron Gleichung so berechnet werden:

Sättigungsdruck ist der Druck für eine entsprechende Sättigungstemperatur, bei der eine Flüssigkeit in seine Dampf-Phase kocht. Sättigungsdruck und Sättigungstemperatur haben eine direkte Beziehung: Da Sättigungsdruck vergrößert wird, so ist Sättigungstemperatur.

Wenn die Temperatur in einem System unveränderlich bleibt (ein isothermisches System), wird der Dampf am Sättigungsdruck und der Temperatur beginnen, sich in seine flüssige Phase zu verdichten, weil der Systemdruck vergrößert wird. Ähnlich wird eine Flüssigkeit am Sättigungsdruck und der Temperatur dazu neigen, in seine Dampf-Phase zu blinken, weil Systemdruck vermindert wird.

Der Siedepunkt von Wasser ist 100 °C (212 °F) am Standarddruck. Oben auf dem Mount Everest, an der Erhebung, ist der Druck darüber, und der Siedepunkt von Wasser ist. Der Siedepunkt vermindert 1 °C alle 285 M der Erhebung oder 1 °F alle 500 ft.

Für Puristen ist der normale Siedepunkt von Wasser 99.97 Grad Celsius an einem Druck von 1 atm (d. h., 101.325 kPa). Bis 1982 war das auch der Standardsiedepunkt von Wasser, aber der IUPAC empfiehlt jetzt einen Standarddruck von 1 Bar (100 kPa). An diesem ein bisschen reduzierten Druck ist der Standardsiedepunkt von Wasser 99.61 Grad Celsius.

Beziehung zwischen dem normalen Siedepunkt und dem Dampf-Druck von Flüssigkeiten

Je höher der Dampf-Druck einer Flüssigkeit bei einer gegebenen Temperatur, desto tiefer der normale Siedepunkt (d. h., der Siedepunkt am atmosphärischen Druck) der Flüssigkeit.

Die Dampf-Druck-Karte hat nach rechts Graphen des Dampf-Drucks gegen Temperaturen für eine Vielfalt von Flüssigkeiten. Wie in der Karte gesehen werden kann, haben die Flüssigkeiten mit dem höchsten Dampf-Druck die niedrigsten normalen Siedepunkte.

Zum Beispiel, bei jeder gegebenen Temperatur, hat Methyl-Chlorid den höchsten Dampf-Druck von einigen der Flüssigkeiten in der Karte. Es hat auch den niedrigsten normalen Siedepunkt (-24.2 °C), der ist, wo die Dampf-Druck-Kurve des Methyl-Chlorids (die blaue Linie) die horizontale Druck-Linie einer Atmosphäre (atm) des absoluten Dampf-Drucks durchschneidet.

Eigenschaften der Elemente

Das Element mit dem niedrigsten Siedepunkt ist Helium. Sowohl die Siedepunkte von Rhenium als auch das Wolfram überschreiten 5000 K am Standarddruck; weil es schwierig ist, äußerste Temperaturen genau ohne Neigung zu messen, sind beide in der Literatur zitiert worden als, den höheren Siedepunkt zu haben.

Siedepunkt als ein Bezugseigentum einer reinen Zusammensetzung

Wie vom obengenannten Anschlag des Logarithmus des Dampf-Drucks gegen die Temperatur für jede gegebene reine chemische Zusammensetzung gesehen werden kann, kann sein normaler Siedepunkt als eine Anzeige der gesamten Flüchtigkeit dieser Zusammensetzung dienen. Eine gegebene reine Zusammensetzung hat nur einen normalen Siedepunkt, falls etwa, und ein normaler Siedepunkt und Schmelzpunkt einer Zusammensetzung können als charakteristische physikalische Eigenschaften für diese Zusammensetzung dienen, die in Nachschlagewerken verzeichnet ist. Je höher ein normaler Siedepunkt einer Zusammensetzung, desto weniger flüchtig, dass Zusammensetzung, und umgekehrt gesamt ist, je tiefer ein normaler Siedepunkt einer Zusammensetzung, desto flüchtiger, dass Zusammensetzung gesamt ist. Einige Zusammensetzungen zersetzen sich bei höheren Temperaturen vor dem Erreichen ihres normalen Siedepunkts, oder manchmal sogar ihres Schmelzpunkts. Für eine stabile Zusammensetzung erstreckt sich der Siedepunkt von seinem dreifachen Punkt bis seinen kritischen Punkt abhängig vom Außendruck. Außer seinem dreifachen Punkt ist ein normaler Siedepunkt einer Zusammensetzung falls etwa, höher als sein Schmelzpunkt. Außer dem kritischen Punkt verschmelzen sich eine Flüssigkeit einer Zusammensetzung und Dampf-Phasen zusammen in eine Phase, die ein überhitztes Benzin genannt werden kann. Bei jeder gegebenen Temperatur, wenn ein normaler Siedepunkt einer Zusammensetzung niedriger ist, dann wird diese Zusammensetzung allgemein als ein Benzin am atmosphärischen Außendruck bestehen. Wenn der normale Siedepunkt der Zusammensetzung höher ist, dann kann diese Zusammensetzung als ein flüssiger oder festes bei dieser gegebenen Temperatur am atmosphärischen Außendruck bestehen, und wird im Gleichgewicht mit seinem Dampf so bestehen (wenn flüchtig), wenn seine Dämpfe enthalten werden. Wenn Dämpfe einer Zusammensetzung nicht enthalten werden, dann können einige flüchtige Zusammensetzungen schließlich weg trotz ihres tiefer highing Punkte verdampfen.

Im Allgemeinen haben Zusammensetzungen mit ionischen Obligationen hohe normale Siedepunkte, wenn sie sich vor dem Erreichen solcher hohen Temperaturen nicht nicht zersetzen. Viele Metalle haben hohe Siedepunkte, aber nicht alle. Sehr allgemein - mit anderen Faktoren, die - in Zusammensetzungen mit covalently-verpfändeten Molekülen, als die Größe des Moleküls (oder molekulare Masse) Zunahmen, die normalen Siedepunkt-Zunahmen gleich sind. Wenn die molekulare Größe die eines Makromoleküls, Polymers, oder sonst sehr groß wird, zersetzt sich die Zusammensetzung häufig bei der hohen Temperatur, bevor der Siedepunkt erreicht wird. Ein anderer Faktor, der den normalen Siedepunkt einer Zusammensetzung betrifft, ist die Widersprüchlichkeit seiner Moleküle. Als die Widersprüchlichkeit Molekül-Zunahmen einer Zusammensetzung, seiner normalen Siedepunkt-Zunahmen, andere Faktoren, die gleich sind. Nah verbunden ist die Fähigkeit eines Moleküls, Wasserstoffobligationen zu bilden (im flüssigen Staat), der es härter für Moleküle macht, den flüssigen Staat zu verlassen, und so den normalen Siedepunkt der Zusammensetzung vergrößert. Einfache carboxylic Säuren dimerize durch das Formen von Wasserstoffobligationen zwischen Molekülen. Ein geringes Faktor-Beeinflussen Siedepunkte ist die Gestalt eines Moleküls. Das Bilden der Gestalt eines kompakteren Moleküls neigt dazu, den normalen Siedepunkt ein bisschen im Vergleich zu einem gleichwertigen Molekül mit mehr Fläche zu senken.

Die meisten flüchtigen Zusammensetzungen (in der Nähe Umgebungstemperaturen) gehen eine flüssige Zwischenphase durch, während sie sich von einer festen Phase erwärmen, um sich schließlich zu einer Dampf-Phase zu verwandeln. Vergleichsweise zum Kochen ist eine Sublimierung eine physische Transformation, in der sich ein Festkörper direkt in den Dampf dreht, der in einigen ausgesuchten Fällen solcher als mit dem Kohlendioxyd am atmosphärischen Druck zufällig. Für solche Zusammensetzungen ist ein Sublimierungspunkt eine Temperatur, bei der ein festes Drehen direkt in den Dampf einen dem Außendruck gleichen Dampf-Druck hat.

Unreinheiten und Mischungen

In der vorhergehenden Abteilung wurden Siedepunkte von reinen Zusammensetzungen bedeckt. Dampf-Druck und Siedepunkte von Substanzen können durch die Anwesenheit von aufgelösten Unreinheiten (solutes) oder anderen mischbaren Zusammensetzungen, dem Grad der Wirkung abhängig von der Konzentration der Unreinheiten oder anderen Zusammensetzungen betroffen werden. Die Anwesenheit unvergänglicher Unreinheiten wie Salze oder Zusammensetzungen einer Flüchtigkeit viel tiefer als die Hauptteilzusammensetzung vermindert seinen Maulwurf-Bruchteil und die Flüchtigkeit der Lösung, und erhebt so den normalen Siedepunkt im Verhältnis zur Konzentration des solutes. Diese Wirkung wird Siedepunkt-Erhebung genannt. Als ein allgemeines Beispiel kocht Salz-Wasser bei einer höheren Temperatur als reines Wasser.

In anderen Mischungen von mischbaren Zusammensetzungen (Bestandteile) kann es zwei oder mehr Bestandteile der unterschiedlichen Flüchtigkeit, jeder geben, seinen eigenen reinen Teilsiedepunkt an jedem gegebenen Druck habend. Die Anwesenheit anderer flüchtiger Bestandteile in einer Mischung betrifft den Dampf-Druck und so die Siedepunkte und die Tau-Punkte aller Bestandteile in der Mischung. Der Tau-Punkt ist eine Temperatur, bei der sich ein Dampf in eine Flüssigkeit verdichtet. Außerdem, bei jeder gegebenen Temperatur, ist die Zusammensetzung des Dampfs von der Zusammensetzung der Flüssigkeit in den meisten solchen Fällen verschieden. Um zu illustrieren, dass diese Effekten zwischen den flüchtigen Bestandteilen in einer Mischung, ein Siedepunkt-Diagramm allgemein verwendet wird. Destillation ist ein Prozess des Kochens und [gewöhnlich] Kondensation, die diese Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen Flüssigkeit und Dampf-Phasen ausnutzt.

Siehe auch

• Siedepunkt-Erhebung
• Kritischer Punkt (Thermodynamik)
• Ebulliometer
• Methode von Joback (Bewertung von normalen Siedepunkten von der molekularen Struktur)
• Das Subabkühlen
• Das Überhitzen
• Der unveränderliche von Trouton