موسوعة الكيمياء : نقطة الغليان

نقطة الغليان

نقطة الغليان لمادة هي درجة الحرارة التي تتغير فيها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية خلال كل جزء من أجزاء السائل. ويمكن أن يتحول السائل إلى غاز في درجة حرارة أقل من درجة حرارة الغليان خلال عملية التبخر. وعمومًا فإن التبخر ظاهرة سطحية والتي تتبخر فيها جزيئات السائل القريبة من سطح الغاز/السائل. الغليان على الناحية الأخرى هو عملية تتم لكل الجزيئات في أي مكان في السائل يحدث له تبخر, وينتج من ذلك فقاعات بخار.

الهيليوم هو أقل العناصر في درجة الغليان. وأكثر العناصر في درجة الغليان هو الرينيوم. حيتث تتعدى درجة حرارة غليانه هو والتنجستين 5000 كلفن في الضغط القياسي, ونظرا لصعوبة قياس ذلك بدقة فإنه لا يعرف بدقة ما إذا كان الرينيوم أو التنجستين له درجة حرارة غليان أعلى.

نقطة الغليان هي الدرجة التي يكون عندها ضغط البخار للمادة مساويا للضغط الجوى. وعلى هذا فإن درجة الغليان تعتمد على الضغط. وغالبا ما يتم نشر نقط الغليان التي يتم قياسها في الضغط القياسي (101325 بسكال أو 1 ضغط جوي). وفى الارتفاعات الأعلى حيث يكون الضغط الجوى أقل, تقل أيضا نقط الغليان. وتزيد نقط الغليان بزيادة الضغط حتى الوصول إلى النقطة الحرجة حيث تتساوى عندها خواص السائل والغاز. ولا يمكن زيادة نقطة الغليان عن النقطة الحرجة. كما أن نقطة الغليان تقل بتقليل الضغط الجوى حتى الوصول إلى النقطة الثلاثية. ولا يمكن تقليل نقطة الغليان عن هذه النقطة.

عملية التحول من سائل إلى غاز تتطلب كمية من الحرارة تسمى الحراة الكامنة للتبخر. وبزيادة كمية الحرارة الواقعة على أى سائل عن نقطة الغليان ، فإن هذه الحرارة تستخدم في تحويل حالة المادة السائلة إلى غازية ، وعلى هذا فإن درجة حرارة المادة تظل كما هي على الرغم من زيادة الحرارة الواقع تحتها السائل . كما أن كلمة كامن ( latent ) هي لاتينية الأصل وتعنى مختبئ ، وهنا تعنى أن الحرارة التي تضاف لا تظهر في شكل زيادة درجة حرارة السائل . ونظرا لأن زيادة الحرارة الواقعة على السائل لا تحدث تغيير في درجة حرارته فإن المحتوى الحرارى للسائل يكون لا نهائي عند نقطة الغليان.

وبالحديث عن التفاعلات البين جزيئية ، فإن نقطة الغليان تمثل النقطة التي تكتسب فيها جزيئات السائل الطاقة اللازمة للتغلب على قوى الجذب البين جزيئية المختلفة والتي تربط الجزيئات بالسائل ( مثل قوى الجذب ثنائية القطب-ثنائية القطب ، قوى الجذب ثنائية القطب-اللحظية ثنائية القطب الحثية ، الرابطة الهيدروجينية ) وعلى هذا فإن نقطة الغليان تعبر عن مقدار قوى الجذب .

نقطة الغليان للماء 100 °C أى 212 °F في ظروف الضغط القياسية . وعلى قمة جبل إفرست يكون الضغط مساويا 260 mbar تقريبا ، وتكون نقطة الغليان 69 °C .

وبتعبير أكثر دقة طبقا لمفاهيم الثيرمو دينامكس ، فإن نقطة الغليان الطبيعية للماء هي 99.97 درجة مئوية ( في ضغط 1 أتموسفير ، 101,325 بسكال ) . وحتى عام 1982 كان ذلك نقطة الغليان القياسية ، ولكن IUPAC إقترحت ضغط قياسيى مقداره 1 بار ( 100,000 بسكال ) . وعند هذا التقليل البسيط في الضغط تصبح نقطة غليان الماء 99.61 درجة مئوية