De latente hitte van verdamping is de hoeveelheid warmte-energie die aan het kookpunt moet worden toegevoegd om het te laten verdampen. De warmte wordt latent genoemd omdat het de vloeistof niet opwarmt. Het overwint alleen de intermoleculaire krachten die aanwezig zijn in de vloeistof en houdt de moleculen bij elkaar, waardoor ze niet als een gas kunnen ontsnappen. Wanneer voldoende warmte-energie aan de vloeistof wordt toegevoegd om de intermoleculaire krachten te verbreken, zijn de moleculen vrij om het oppervlak van de vloeistof te verlaten en de damptoestand van het te verhitten materiaal te worden.

TL; DR (te lang; Lees niet)

De latente hitte van verdamping verhit de vloeistof niet, maar breekt eerder intermoleculaire bindingen om de damptoestand van het materiaal mogelijk te maken. De moleculen van vloeistoffen worden gebonden door intermoleculaire krachten die voorkomen dat ze een gas worden wanneer de vloeistof zijn kookpunt bereikt. De hoeveelheid warmte-energie die moet worden toegevoegd om deze bindingen te verbreken, is de latente verdampingswarmte.

Intermoleculaire bindingen in vloeistoffen

De moleculen van een vloeistof kunnen vier soorten intermoleculaire krachten ervaren die de moleculen samen en beïnvloeden de hitte van verdamping. Deze krachten die verbindingen in vloeibare moleculen vormen, worden van der Waalskrachten genoemd naar de Nederlandse natuurkundige Johannes van der Waals die een toestandsvergelijking voor vloeistoffen en gassen ontwikkelde.

Polaire moleculen hebben een licht positieve lading aan het ene uiteinde van het molecuul en een licht negatieve lading aan het andere uiteinde. Ze worden dipolen genoemd en ze kunnen verschillende soorten intermoleculaire bindingen vormen. Dipolen die een waterstofatoom bevatten, kunnen waterstofbruggen vormen. Neutrale moleculen kunnen tijdelijke dipolen worden en een kracht ervaren die de dispersiekracht in Londen wordt genoemd. Het verbreken van deze bindingen vereist energie die overeenkomt met de hitte van verdamping.

Waterstofobligaties

De waterstofbinding is een dipool-dipoolbinding die een waterstofatoom omvat. Waterstofatomen vormen vooral sterke bindingen omdat het waterstofatoom in een molecuul een proton is zonder een binnenwand van elektronen, waardoor het positief geladen proton een negatief geladen dipool van dichtbij kan naderen. De elektrostatische aantrekkingskracht van het proton op de negatieve dipool is relatief hoog en de resulterende binding is de sterkste van de vier intermoleculaire bindingen van een vloeistof.

Dipool-dipol-obligaties

Wanneer de positief geladen uiteinde van een polair molecuul bindt met het negatief geladen uiteinde van een ander molecuul, het is een dipool-dipool binding. Vloeistoffen die zijn opgebouwd uit dipoolmoleculen vormen en breken continu dipool-dipoolverbindingen met meerdere moleculen. Deze bindingen zijn de op één na sterkste van de vier typen.

Door dipole geïnduceerde dipool-bindingen

Wanneer een dipoolmolecuul een neutraal molecuul nadert, wordt het neutrale molecuul lichtjes geladen op het punt dat zich het dichtst bij de dipool bevindt molecuul. Positieve dipolen induceren een negatieve lading in het neutrale molecuul, terwijl negatieve dipolen een positieve lading induceren. De resulterende tegengestelde ladingen trekken aan, en de zwakke binding die wordt gecreëerd, wordt een dipool-geïnduceerde dipoolband genoemd.

Londense dispersiekrachten

Wanneer twee neutrale moleculen tijdelijke dipolen worden omdat hun elektronen toevallig zijn aan de ene kant verzameld, kunnen de twee moleculen een zwakke tijdelijke elektrostatische binding vormen met de positieve kant van een molecuul aangetrokken tot de negatieve kant van een ander molecuul. Deze krachten worden dispersiekrachten in Londen genoemd en vormen de zwakste van de vier soorten intermoleculaire bindingen van een vloeistof.

Bindingen en hitte van verdamping

Wanneer een vloeistof veel sterke bindingen heeft, is de moleculen blijven bij elkaar en de latente hitte van verdamping is verhoogd. Water heeft bijvoorbeeld dipoolmoleculen met het zuurstofatoom negatief geladen en de waterstofatomen positief geladen. De moleculen vormen sterke waterstofbruggen en water heeft een overeenkomstig hoge latente verdampingswarmte. Wanneer er geen sterke bindingen aanwezig zijn, kan het verwarmen van een vloeistof de moleculen gemakkelijk vrijmaken om een ​​gas te vormen en is de latente verdampingswarmte laag.