Organische Chemie: Vergleich von Siedepunkten bei Alkanen, Alkanolen, Aldehyden und Carbonsäuren

Name: Sturm, Marius, 2023-01

Siedepunkte im Vergleich – Alkane, Alkanole, Aldehyde, Carbonsäure

Beispiel: Butan, Butanol, Butanal, Butansäure

Wenn man eine Verbindung erhitzt, dann wird die hinzugefügte Energie in Bewegungsenergie umgewandelt. Das heißt, je höher die Temperatur ist, desto schneller bewegen sich die Teilchen in der Verbindung.
Irgendwann ist eine Temperatur erreicht, bei der die innermolekularen Kräfte überwunden werden und die Verbindung den Aggregatszustand wechselt.

"Diese Temperatur ist der Siedepunkt der Verbindung. Wenn man die Masse und die innermolekularen Kräfte von Verbindungen vergleicht, dann kann man bestimmen, welche der beiden Verbindungen den höheren Siedepunkt hat."

a) Betrachtung der Masse:

Zuerst muss man die Molekülmasse der vorliegenden Verbindungen betrachten. Dies kann man mithilfe der Summenformel errechnen, indem man die Anzahl an den vorliegenden Atomen mit der molaren Masse aus dem Periodensystem multipliziert.
(Siedepunkte zufügen)
Butan: C₄H₁₀: 58u
Butanol: C₄H₉OH: 74u
Butanal: C₄H₈O: 72u
Butansäure: C₃H₉COOH: 88u

=> Die Masse hat einen Einfluss auf den Siedepunkt einer Verbindung:

Je höher die Masse einer Verbindung ist, desto höher ist auch der Siedepunkt. Butansäure hat die höchste Masse und somit...,
Butanol und Butanal haben sehr ähnliche Massen und Butan hat die geringste Masse.

b) Betrachtung der innermolekularen Kräfte :

siehe zuerst: Link1

Des Weiteren muss man die innermolekularen Kräfte der vorliegenden Verbindungen vergleichen.

• Bei Butan liegen nur Van-der-Waals-Kräfte vor. Es liegen keine Wasserstoffbrückenbindungen vor, da es kein freies Elektronenpaar in dieser Verbindung gibt.
• Bei Butanol liegen Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen vor.
• Bei Butanal liegen Van-der-Waals-Kräfte und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen vor.
• Bei der Butansäure liegen Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen vor. 

Butanol und die Butansäure haben die meisten und stärksten innermolekularen Kräfte. Butanal hat weniger inner-molekularen Kräfte als die beiden vorhergenannten, aber mehr als Butan.
Aus den oben herausgefundenen Aspekten hinsichtlich der Masse und der inner-molekularen Kräfte der vorliegenden Verbindungen kann man nun schlussfolgern, welche Verbindung den höchsten bzw. niedrigsten Siedepunkt besitzt.

Siedepunkt Butansäure > Siedepunkt Butanol > Siedepunkt Butanal > Siedepunkt Butan