KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 12.
Wykonano pomiar temperatury wrzenia (tw) pewnego związku organicznego. Uzyskany wynik tw = 230,9 K wskazuje, że badaniu poddano
Ilustracja przedstawia tabelę z danymi dotyczącymi temperatury topnienia (t_t) i temperatury wrzenia (t_w) różnych związków
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
230,9 K odpowiada ok. −42,3°C (odejmujemy 273,15).
Temperatura wrzenia propanu przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego wynosi około 231 K, więc wynik pomiaru najlepiej pasuje do propanu. Metan, etan i eten wrą w znacznie niższych temperaturach (bardziej ujemnych).

Pełne wyjaśnienie:

Temperatura wrzenia to temperatura, w której ciecz przechodzi w stan gazowy w całej objętości, gdy ciśnienie pary zrówna się z ciśnieniem zewnętrznym. Dlatego w praktyce laboratoryjnej porównuje się zwykle temperaturę wrzenia w warunkach zbliżonych do 1 atm (jeśli nie podano inaczej).

W zadaniu podano wynik tw = 230,9 K. Warto szybko przeliczyć kelwiny na stopnie Celsjusza: T[°C] = T[K] − 273,15, więc 230,9 K ≈ −42,25°C. To bardzo charakterystyczny zakres dla propanu, którego normalna temperatura wrzenia jest bliska 231 K (około −42°C).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • Metan ma znacznie niższą temperaturę wrzenia (około 112 K, czyli około −161°C). To dużo bardziej lotny gaz niż propan.
  • Etan wrze około 184–185 K (około −89°C), więc również zdecydowanie niżej niż 230,9 K.
  • Eten (etylen) ma temperaturę wrzenia zbliżoną do etanu (około 169–170 K, czyli około −104°C), więc także nie może odpowiadać wynikowi 230,9 K.

Wskazówka egzaminacyjna: w szeregu homologicznych alkanów (metan → etan → propan) wraz ze wzrostem liczby atomów węgla rosną siły dyspersyjne, a przez to rośnie temperatura wrzenia. Jeśli otrzymujesz tw około −42°C, najczęściej będzie to propan (C3), a nie metan (C1) czy etan (C2).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):

Temperatura wrzenia to temperatura, przy której ciecz wrze w całej objętości, gdy jej ciśnienie pary zrówna się z ciśnieniem zewnętrznym.

Zależy głównie od ciśnienia (im niższe, tym niższa tw) oraz od budowy cząsteczek i sił międzycząsteczkowych.

Użyj zależności: T[°C] = T[K] − 273,15.

Na egzaminie zwykle wystarcza przybliżenie: odejmij 273. Dla 230,9 K dostajesz ok. −42°C, co pomaga dopasować związek do danych tablicowych.

230,9 K to ok. −42°C, czyli zakres charakterystyczny dla propanu.

Etan ma znacznie niższą temperaturę wrzenia (około −89°C), bo ma mniejszą masę cząsteczkową i słabsze oddziaływania dyspersyjne niż propan.

W przybliżeniu (dla warunków zbliżonych do 1 atm): metan ok. −161°C, etan ok. −89°C, propan ok. −42°C.

Zapamiętaj trend: wraz z liczbą atomów węgla w alkanach temperatura wrzenia rośnie.

Większa cząsteczka ma większą polaryzowalność i powierzchnię kontaktu, więc rosną siły dyspersyjne (van der Waalsa).

Do rozerwania tych oddziaływań potrzeba więcej energii, dlatego wraz z długością łańcucha rośnie temperatura wrzenia.

Nie. Eten (alken C2) ma temperaturę wrzenia znacznie niższą (około −104°C, czyli ok. 169 K).

Warto pamiętać, że związki C2 są znacznie bardziej lotne niż C3, więc 230 K jest "za wysokie" dla etenu.

Najczęstsze błędy to: brak przeliczenia K→°C, pomylenie podobnych nazw (etan/eten) oraz ignorowanie warunków ciśnienia.

Pomaga szybkie oszacowanie w °C i sprawdzenie trendu: metan < etan < propan (tw rośnie).

Gdy ciśnienie jest inne niż atmosferyczne, gdy próbka zawiera zanieczyszczenia lub gdy pomiar wykonano niewłaściwą metodą.

Różnice może dać też przegrzewanie, niekalibrowany czujnik temperatury lub zbyt szybkie ogrzewanie próbki.

Destylacja wykorzystuje różnice temperatur wrzenia do rozdzielania mieszanin. Znajomość tw pozwala dobrać warunki procesu, kolumnę i zakresy odbioru frakcji.

W praktyce uwzględnia się też ciśnienie, bo obniżenie ciśnienia obniża temperatury wrzenia.

Alkany i alkeny o podobnej liczbie atomów węgla mają zbliżone rzędy wielkości tw, ale konkretne wartości różnią się i trzeba je porównać w tabelach.

Na egzaminie kluczowe jest rozpoznanie szeregu (C1, C2, C3) oraz poprawne przeliczenie jednostek.

info

Około 65% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "230,9 K odpowiada ok. −42,3°C (odejmujemy 273,15).Temperatura wrzenia propanu przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego wynosi około 231 K, więc wynik pomiaru najlepiej pasuje do propanu."

Źródła:

  • NIST Chemistry WebBook: Propane (CAS 74-98-6) – Thermophysical Properties / Boiling point, https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74986 (dostęp: 2026-02-28)
  • NIST Chemistry WebBook: Methane (CAS 74-82-8) – Boiling point, https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74828 (dostęp: 2026-02-28)
  • NIST Chemistry WebBook: Ethane (CAS 74-84-0) – Boiling point, https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74840 (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Tablice właściwości fizykochemicznych (temperatury wrzenia) dla węglowodorów
  • Materiały dydaktyczne z chemii organicznej: alkany i alkeny, trend t_w vs. liczba atomów węgla
  • Karty charakterystyki (SDS) – sekcje dotyczące właściwości fizycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego