Belangrijkste verschil - Vluchtige versus niet-vluchtige stoffen

Stoffen kunnen op basis van vluchtigheid in twee categorieën worden ingedeeld: vluchtige en niet-vluchtige stoffen. De vluchtigheid van een stof verwijst naar het vermogen om vanuit de vloeibare fase in de dampfase over te gaan. Een stof die door sublimatie rechtstreeks vanuit de vaste fase in de gasfase kan veranderen, wordt ook als vluchtig beschouwd. Het belangrijkste verschil tussen vluchtige en niet-vluchtige stoffen is dat: vluchtige stoffen gaan gemakkelijk over in de gasfase, terwijl niet-vluchtige stoffen niet gemakkelijk in de gasfase overgaan.

Dit artikel kijkt naar,

1. Wat is volatiliteit2. Wat zijn vluchtige stoffen? - Definitie, eigenschappen, kenmerken, voorbeelden 3. Wat zijn niet-vluchtige stoffen? - Definitie, eigenschappen, kenmerken, voorbeelden 4. Wat is het verschil tussen vluchtige en niet-vluchtige stoffen?

Wat is volatiliteit?

Vluchtigheid houdt rechtstreeks verband met de dampspanning van een stof. Dampspanning is de druk van de stof na overgang naar de gasfase. Volatiliteit hangt ook nauw samen met het kookpunt. Een stof met een lager kookpunt heeft een hogere vluchtigheid en dampdruk.

De vluchtigheid van een stof wordt beïnvloed door de sterkte van intermoleculaire krachten. Water is bijvoorbeeld niet gemakkelijk vluchtig bij kamertemperatuur en moet worden verwarmd om te verdampen. Dit komt door de waterstofbinding tussen de moleculen. Omdat waterstofbruggen veel sterker zijn, heeft water een hoger kookpunt en relatief minder vluchtigheid. Daarentegen zijn niet-polaire organische oplosmiddelen zoals hexaan gemakkelijk vluchtig omdat ze zwakke Van der Waals-krachten hebben. Daarom hebben ze ook een laag kookpunt.

Ook het molecuulgewicht speelt een rol bij de volatiliteit. Stoffen met een hoger molecuulgewicht hebben minder de neiging om te verdampen, terwijl verbindingen met een lager molecuulgewicht gemakkelijk kunnen worden verdampt.

Wat zijn vluchtige stoffen?

Vluchtige stoffen zijn de stoffen die een hoger vermogen hebben om in de dampfase over te gaan. Ze hebben een veel zwakkere intermoleculaire aantrekkingskracht en kunnen daarom gemakkelijk in de dampfase worden omgezet. Ze hebben ook hogere dampdrukken en lagere kookpunten. De meeste organische verbindingen zijn vluchtig. Ze kunnen eenvoudig worden gescheiden met behulp van destillatie of roterende verdampers door slechts een kleine hoeveelheid warmte te leveren. De meeste verdampen bij kamertemperatuur wanneer ze worden blootgesteld aan lucht. Dit komt door de zwakke intermoleculaire krachten.

Laten we aceton als voorbeeld nemen. Aceton (CH₃COCH₃) is een zeer vluchtige verbinding, die gemakkelijk verdampt bij blootstelling aan lucht. Wanneer een kleine hoeveelheid aceton in een horlogeglas wordt gegoten en enige tijd wordt bewaard, worden de acetonmoleculen in de bovenste laag gemakkelijk losgemaakt van andere moleculen en gaan ze over in de dampfase. Dit legt de volgende lagen bloot en uiteindelijk transformeren alle resterende acetonmoleculen in de dampfase.

De meeste producten die we dagelijks gebruiken bevatten vluchtige stoffen. Enkele voorbeelden zijn fossiele brandstoffen, verf, coatings, parfums, spuitbussen en dergelijke. Deze zijn enigszins schadelijk voor de gezondheid. Organische vluchtige stoffen kunnen in de atmosfeer vasthouden en onze systemen binnendringen via inademing. Deze verbindingen kunnen schadelijke effecten hebben bij chronische blootstelling. Bovendien veroorzaken deze schadelijke milieuomstandigheden zoals de opwarming van de aarde en de aantasting van de ozonlaag.

Figuur 1: Parfum, een voorbeeld van een vluchtige stof

Wat zijn niet-vluchtige stoffen?

Verbindingen die niet gemakkelijk in damp veranderen, worden niet-vluchtige verbindingen genoemd. Dit komt voornamelijk door hun sterkere intermoleculaire krachten. De gemeenschappelijke kenmerken van dergelijke verbindingen zijn een lagere dampdruk en hoge kookpunten. De aanwezigheid van een opgeloste stof in een oplosmiddel verlaagt het vermogen van dat specifieke oplosmiddel om te verdampen. Na verdamping zal de niet-vluchtige opgeloste stof echter niet verschijnen in de dampfase van het vluchtige oplosmiddel.

Er zijn verschillende niet-vluchtige vloeistoffen. Water met een kookpunt van 100 ̊C is een mooi voorbeeld van een niet-vluchtige vloeistof. Zoals eerder besproken, komt dit door de aanwezigheid van sterke waterstofbruggen tussen watermoleculen. Kwik is ook een niet-vluchtige vloeistof. Kwik is het enige metaal dat bij kamertemperatuur vloeibaar is. Omdat het metaalbindingen bevat, kunnen metaalkwikionen ingebed in een zee van elektronen niet gemakkelijk worden verdampt en hebben ze een zeer hoog kookpunt en een lage dampdruk.

Figuur 2: Kwik, een voorbeeld van een niet-vluchtige stof

Verschil tussen vluchtige en niet-vluchtige stoffen

Definitie

Vluchtige stof: Vluchtige stoffen gaan gemakkelijk over in de gasfase.

Niet-vluchtige stoffen: Niet-vluchtige stoffen gaan niet gemakkelijk over in de gasfase.

Dampdruk

Vluchtige stof: Vluchtige stoffen hebben een relatief hoge dampdruk.

Niet-vluchtige stoffen: Niet-vluchtige stoffen hebben een relatief lage dampdruk.

Kookpunt

Vluchtige stof: Het kookpunt van vluchtige stoffen is relatief laag.

Niet-vluchtige stoffen: Het kookpunt van niet-vluchtige stoffen is relatief hoog.

Intermoleculaire attracties

Vluchtige stof: Deze hebben een zwakkere intermoleculaire aantrekkingskracht.

Niet-vluchtige stoffen: Deze hebben sterke intermoleculaire aantrekkingskrachten.

Conclusie

Vluchtige verbindingen kunnen gemakkelijk in de dampfase worden gestuurd. Meestal hebben vluchtige stoffen kookpunten die lager zijn dan 100 ̊C. Daarentegen zijn niet-vluchtige verbindingen moeilijk over te brengen naar de gasfase en hebben ze veel hogere kookpunten. Ook hebben vluchtige verbindingen een hogere dampdruk in vergelijking met niet-vluchtige verbindingen.

Vluchtige verbindingen hebben ook zwakkere intermoleculaire krachten zoals Van der Waals-krachten. De meeste vluchtige verbindingen zijn niet-polaire organische verbindingen. Daarom hebben ze geen sterkere intermoleculaire aantrekkingskracht. Niet-vluchtige verbindingen zijn meestal polair en hebben sterkere interacties tussen moleculen. Dit is het verschil tussen vluchtige en niet-vluchtige stoffen.

Referentie:1. “Helmenstine, Anne-Marie. "Dit is wat vluchtig betekent in de chemie." Over.com Onderwijs. N.p., 17 februari 2017. Web. 21 februari 2017.2. "Dampdruk." Afdeling Chemie. Purdue University, z.d. Web. 21 februari 2017.3. "Vluchtige organische stoffen (VOS)." Enviropedia. n.p., n.d. Web. 21 februari 2017.4. “Helmenstine, Anne-Marie. "Begrijp wat niet-vluchtig betekent in de chemie." Over.com Onderwijs. N.p., 14 okt. 2016. Web. 21 februari 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Vintage Atomizer Parfumfles" door Angela Andriot - Vetiver Aromatics. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Hydrargyrum" door hi-res afbeeldingen van chemische elementen (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia