Gerekli Malzemeler
Metal termometre (veya dijital termometre), lastik bant, 10-12 mm çapında test tüpü, bir ucu kapalı kapiler tüp (ince cam boru), 100 mL'lik beher (su banyosu için), ısıtıcı, spor ve halka (veya üç ayak), izopropil alkol (örnek sıvı), su (banyo için), baget.
Kaynama noktası, bir sıvının buhar basıncının dış basınca (atmosfer basıncına) eşit olduğu sıcaklık olarak tanımlanır. Bir sıvının buhar basıncı, sıcaklığa bağlı olarak artar; sıcaklık yükseldikçe daha fazla molekül sıvı yüzeyinden ayrılarak gaz fazına geçme eğilimi gösterir. Bu basınç, dış basınca ulaştığında, sıvının içinde ve yüzeyinde buhar kabarcıkları oluşmaya başlar ve sıvı kaynamaya başlar.
Kaynama noktası, üç temel faktörden etkilenir:
Dış Basınç: Atmosfer basıncı azaldığında (yüksek irtifalarda olduğu gibi), sıvının kaynama noktası düşer. Bu nedenle su, deniz seviyesinde 100°C'de kaynarken, dağ başında daha düşük sıcaklıkta kaynar. Tersine, basınç arttırıldığında (düdüklü tencerede olduğu gibi) kaynama noktası yükselir.
Sıvının Türü: Her sıvının kendine özgü bir kaynama noktası vardır ve bu, moleküller arası kuvvetlerle ilişkilidir. Moleküller arası kuvvetler (hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri, London kuvvetleri) ne kadar güçlüyse, molekülleri bir arada tutmak için o kadar fazla enerji gerekir ve kaynama noktası o kadar yüksek olur. Örneğin, hidrojen bağı içeren suyun kaynama noktası 100°C iken, benzer molekül ağırlığına sahip ancak hidrojen bağı içermeyen metanın kaynama noktası -161.5°C'dir.
Saflık: Saf maddeler, belirli ve dar bir aralıkta kaynama noktasına sahiptir. Çözeltiler ise, Raoult yasasına göre, saf çözücüye göre daha yüksek kaynama noktasına sahiptir (kaynama noktası yükselmesi). Bu nedenle, kaynama noktası bir maddenin saflığını değerlendirmede kullanılabilir; saf olmayan bir madde genellikle daha geniş bir sıcaklık aralığında kaynar.
Bir sıvının kaynama noktasını laboratuvar ortamında belirlemek için kullanılan yöntemlerden biri, kapiler tüp yöntemidir. Bu yöntemde:
Küçük bir test tüpüne az miktarda sıvı örneği konulur.
Bir ucu kapalı kapiler tüp (ince cam boru) açık ucu aşağı gelecek şekilde sıvıya daldırılır.
Test tüpü, su banyosu (kaynama noktası 100°C'den düşük sıvılar için) veya yağ banyosu (kaynama noktası 100°C'den yüksek sıvılar için) içinde yavaşça ısıtılır.
Sıvı ısındıkça, kapiler tüpün içindeki hava genişler ve kabarcıklar çıkmaya başlar.
Isı kaynağı kaldırıldığında, sıvı soğumaya başlar ve kabarcıklar azalır; son kabarcık kaybolduğu anda okunan sıcaklık, sıvının kaynama noktasıdır.
Bu deneyde, izopropil alkolün (C₃H₈O) kaynama noktası tayin edilir. İzopropil alkolün teorik kaynama noktası 82.4°C'dir. Deney sonucunda bulunan deneysel değer ile teorik değer karşılaştırılarak % hata hesaplanır. Bu yöntem, hem basit hem de etkili bir şekilde bir sıvının kaynama noktasının belirlenmesini sağlar ve aynı zamanda termometre okuma hassasiyeti, ısıtma hızı gibi deneysel faktörlerin sonuca etkisini değerlendirme imkanı sunar.