Nhiệt độ sôi của một chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là khối lượng phân tử và lực liên kết giữa các phân tử. Khi khối lượng phân tử tăng, nhiệt độ sôi thường tăng theo. Với các chất có khối lượng phân tử tương đương, lực liên kết giữa các phân tử đóng vai trò quyết định.
Để xác định dãy các chất được sắp xếp theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần, chúng ta cần xem xét các loại liên kết như liên kết hydrogen, tương tác van der Waals, và liên kết ion. Các chất có khả năng tạo liên kết hydrogen thường có nhiệt độ sôi cao hơn so với các chất chỉ có tương tác van der Waals.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét một ví dụ cụ thể và giải thích tại sao các chất được sắp xếp theo thứ tự đó.
Ví dụ:
Dãy chất nào sau đây được sắp xếp theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần?
A. CH3CH2CH2OH, CH3COOH, CH3COOC2H5
B. CH3COOH, CH3CH2CH2OH, CH3COOC2H5
C. CH3CH2CH2OH, CH3COOC2H5, CH3COOH
D. CH3COOC2H5, CH3CH2CH2OH, CH3COOH
Giải thích:
Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần xem xét cấu trúc và loại liên kết có trong từng chất:
-
CH3COOC2H5 (Etyl axetat): Là một este, có tương tác van der Waals và tương tác lưỡng cực.
-
CH3CH2CH2OH (Propan-1-ol): Là một alcohol, có tương tác van der Waals, tương tác lưỡng cực và liên kết hydrogen.
-
CH3COOH (Axit axetic): Là một axit cacboxylic, có tương tác van der Waals, tương tác lưỡng cực và liên kết hydrogen mạnh hơn so với alcohol do có khả năng tạo thành dimer (hai phân tử liên kết với nhau qua hai liên kết hydrogen).
Trong ảnh này, ta thấy rõ sự khác biệt về nhiệt độ sôi giữa este, alcohol và axit cacboxylic, minh họa cho trật tự nhiệt độ sôi tăng dần.
Kết luận:
Dựa trên các yếu tố trên, ta có thể kết luận rằng dãy các chất được sắp xếp theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần là: CH3COOC2H5 < CH3CH2CH2OH < CH3COOH.
Vậy đáp án đúng là D.
Như vậy, để xác định dãy các chất được sắp xếp theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần, cần xem xét cấu trúc phân tử, khối lượng phân tử và các loại liên kết giữa các phân tử. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp chúng ta dự đoán và so sánh nhiệt độ sôi của các chất một cách chính xác.
Ảnh trên minh họa rõ ràng sự ảnh hưởng của nhóm chức đến nhiệt độ sôi, đặc biệt là khả năng tạo liên kết hydrogen. Axit cacboxylic có nhiệt độ sôi cao nhất do liên kết hydrogen mạnh mẽ, tiếp theo là alcohol và cuối cùng là este với tương tác yếu hơn.
