Kaynama noktası sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu değerdir. Bu nedenle bir sıvının kaynama noktası atmosferik basınca bağlıdır. Dış basınç düşerse kaynama noktası da düşer. Örnek olarak deniz seviyesinde suyun kaynama noktası 100 C’dir (212 F), ancak 6,600 fit’te kaynama noktası 93,4 C’dir (200,1 F).
Belirli bir saf bileşiğin yalnızca bir kaynama noktası vardır ve bileşiğin kaynama noktası ve erime noktası karakteristik fiziksel özellikler olarak işlev görebilir. Bir bileşiğin kaynama noktası ne kadar yüksekse bu bileşik o kadar az uçucudur ve tersine bir bileşiğin kaynama noktası ne kadar düşükse bu bileşik o kadar uçucudur. Bazı bileşikler kaynama noktalarına veya hatta bazen erime noktalarına ulaşmadan önce daha yüksek sıcaklıklarda ayrışırlar. Kararlı bir bileşik için kaynama noktası, üçlü noktasından kritik noktasına kadar dış basınca bağlı olarak değişir. Üçlü noktasının ötesinde bir bileşiğin kaynama noktası, erime noktasından daha yüksektir. Kritik noktanın ötesinde bir bileşiğin sıvı ve buhar fazları aşırı ısıtılmış bir gaz olarak adlandırılan tek bir fazda birleşir. Herhangi bir sıcaklıkta bir bileşiğin kaynama noktası daha düşükse, bu bileşik atmosferik dış basınçta gaz haldedir. Bileşiğin kaynama noktası daha yüksekse, bu bileşik atmosferik dış basınçta belirli bir sıcaklıkta sıvı veya katı halde olabilir, bu nedenle uçucu ise buharı ile dengede olacaktır. Bir bileşiğin buharı yoksa bazı uçucu bileşikler yüksek kaynama noktalarına rağmen sonunda buharlaşabilirler.
Kaynama Noktasına Etki Eden Faktörler
İyonik bağlara sahip bileşikler genel olarak yüksek sıcaklıklara ulaşmadan önce ayrışmadıkları için yüksek kaynama noktalarına sahip oldukları söylenebilir. Çoğu metalin kaynama noktası yüksektir. Kovalent bağlı moleküllere sahip bileşiklerde, molekülün (veya moleküler kütlenin) boyutu arttıkça kaynama noktası artar. Moleküler boyuttaki polimer bir makromolekül genellikle kaynama noktasına ulaşılmadan önce yüksek sıcaklıkta ayrışır. Bir bileşiğin kaynama noktasını etkileyen diğer bir faktör moleküllerinin polaritesidir. Bir bileşiğin moleküllerinin polaritesi arttıkça kaynama noktası artar. Bir molekülün buharlaşmasını zorlaştıran ve böylece bileşiğin kaynama noktasını artıran maddenin hidrojen bağları (sıvı halde) oluşturma eğilimidir. Basit karboksilik asitler moleküller arasında hidrojen bağları oluşturarak dimerize olurlar. Kaynama noktalarını etkileyen küçük bir faktör ise bir molekülün şeklidir. Bir molekülü daha küçük hale getirmek daha fazla yüzey alanına sahip eşdeğer bir moleküle kıyasla kaynama noktasını biraz düşürme eğilimindedir.
Kaynama ve Buharlaşma
Kaynama ve buharlaşma birbirinden farklıdır. Buharlaşma, sıvı kenarındaki moleküllerin buhar olarak uçtuğu herhangi bir sıcaklıkta meydana gelen bir yüzey olgusudur çünkü her tarafta bu uçuşan buharları tutmak için yeterli sıvı basıncı yoktur. Bunun tersine kaynama sadece yüzeydeki molekülleri değil sıvıdaki tüm molekülleri de etkiler. Sıvı içindeki moleküller buharlaştığı için kabarcıklar oluşur.
Kaynama Noktası Türleri
Kaynama noktası doyma sıcaklığı olarak da bilinir. Kaynama noktası bazen ölçümün yapıldığı basınçla tanımlanır. 1982’de Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC0), standart kaynama noktasını 1 bar basınç altında kaynama sıcaklığı olarak tanımlamıştır. Normal kaynama noktası veya atmosferik kaynama noktası sıvının deniz seviyesindeki (1 atm) buhar basıncına eşit olduğu sıcaklıktır.
Kaynama Noktası İle Buhar Basıncı İlişkisi
Belirli bir sıcaklıkta bir sıvının buhar basıncı ne kadar yüksekse sıvının normal kaynama noktası (atmosfer basıncındaki kaynama noktası) o kadar düşük olur.
ÖNEMLİ NOT: Bir sıvının kritik noktası, sıvının kaynayacağı en yüksek sıcaklık ve basınç değeridir.
