출처: Lara Al Hariri 및 Ahmed Basabrain, University of Massachusetts Amherst, MA, USA
순수한 유기 물질이 액상에서 기체 상태로 변하는 온도를 끓는점이라고 합니다. 액체의 끓는점은 모세관 방법을 사용하여 측정할 수 있으며, 여기서 거꾸로 된 모세관을 관심 액체에 넣고 액체를 가열합니다. 온도가 상승하면 모세관의 공기가 빠져나와 액체의 증기로 대체됩니다. 모세관의 증기압은 온도에 따라 증가합니다. 대기압을 초과하면 증기는 기포의 흐름으로 모세관을 빠져 나옵니다. 열이 제거되면 액체가 냉각되고 모세관의 증기압이 감소합니다. 증기압이 대기압에 도달하면 액체가 모세관을 채우기 시작합니다. 이것이 발생하는 온도가 끓는점입니다.
| 끓는점 온도(°C) | ||
| 거품 | 모세관의 액체 | |
| 아세톤 | ||
| 에탄올 | ||
이 실험에서 아세톤의 끓는점을 56°C로 측정했는데, 이는 보고된 값과 잘 비교됩니다. 유사하게, 에탄올의 끓는점은 78°C로 측정되었습니다. 끓는점 측정의 오류는 수조를 너무 빨리 가열하거나 온도계와 샘플의 정렬 불량과 같은 많은 실험 오류에 기인할 수 있습니다.
유기 물질의 끓는점은 그 구조와 직접적인 관련이 있으며, 분자 내 힘이 강하면 분자가 서로를 붙잡고 액체 상태에 더 오래 머무를 수 있기 때문에 끓는점이 높아집니다. 에탄올의 끓는점이 더 높은 것은 분자 사이에 수소 결합을 일으키는 OH 구조로 인해 관찰됩니다. 아세톤은 극성 CO 이중 결합을 가지고 있어 쌍극자-쌍극자 힘을 발생시킵니다. 수소 결합은 쌍극자-쌍극자 힘보다 강하기 때문에 에탄올은 끓는점이 더 높습니다.
또한 에탄올은 아세톤보다 분자량이 적습니다. 그러나 분자량은 분자 구조보다 끓는점에 미치는 영향이 적습니다. 예를 들어, 부탄은 끓는점이 25°C보다 낮기 때문에 실온과 압력에서 발생하는 기체입니다. 에탄올은 부탄보다 분자량이 약간 낮지만 실온에서는 액체이므로 실온보다 끓는점이 높습니다. 이것은 에탄올 분자 사이의 수소 결합 때문이며, 이는 부탄 분자 사이의 반 데르 발스 힘보다 강합니다.