נקודת רתיחה של n-בוטנול: פרטים וגורמים משפיעים
n-בוטנול, הידוע גם בשם 1-בוטנול, הוא תרכובת אורגנית נפוצה הנמצאת בשימוש נרחב בתעשיות הכימיה, הצבע והפרמצבטיקה. נקודת הרתיחה היא פרמטר קריטי מאוד לתכונות הפיזיקליות של n-בוטנול, אשר משפיע לא רק על האחסון והשימוש ב-n-בוטנול, אלא גם על יישומו כממס או חומר ביניים בתהליכים כימיים. במאמר זה נדון בפירוט בערך הספציפי של נקודת הרתיחה של n-בוטנול ובגורמי ההשפעה העומדים מאחוריה.
נתונים בסיסיים על נקודת הרתיחה של n-בוטנול
נקודת הרתיחה של n-בוטנול היא 117.7 מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספרי. טמפרטורה זו מצביעה על כך ש-n-בוטנול יעבור ממצב נוזלי למצב גזי כאשר יתחמם לטמפרטורה זו. n-בוטנול הוא ממס אורגני בעל נקודת רתיחה בינונית, הגבוהה מזו של אלכוהולים בעלי מולקולות קטנות כמו מתנול ואתנול, אך נמוכה מזו של אלכוהולים בעלי שרשראות פחמן ארוכות יותר כמו פנטנול. ערך זה חשוב מאוד בפעולות תעשייתיות מעשיות, במיוחד כשמדובר בתהליכים כמו זיקוק, הפרדה והשבת ממס, שבהם הערך המדויק של נקודת הרתיחה קובע את צריכת האנרגיה ואת בחירת התהליך.
גורמים המשפיעים על נקודת הרתיחה של n-בוטנול
מבנה מולקולרי
נקודת הרתיחה של n-בוטנול קשורה קשר הדוק למבנה המולקולרי שלו. n-בוטנול הוא אלכוהול רווי לינארי עם נוסחה מולקולרית C₄H₉OH. ל-n-בוטנול נקודת רתיחה גבוהה יותר בגלל כוחות בין-מולקולריים חזקים יותר (למשל, כוחות ואן דר ואלס וקשרי מימן) בין מולקולות ליניאריות בהשוואה למבנים מסועפים או מחזוריים. נוכחותה של קבוצת הידרוקסיל (-OH) במולקולת n-בוטנול, קבוצה פונקציונלית קוטבית שיכולה ליצור קשרי מימן עם מולקולות אחרות, מעלה עוד יותר את נקודת הרתיחה שלו.

שינויים בלחץ אטמוספרי
נקודת הרתיחה של n-בוטנול מושפעת גם מלחץ אטמוספרי. נקודת הרתיחה של n-בוטנול, 117.7°C, מתייחסת לנקודת הרתיחה בלחץ אטמוספרי סטנדרטי (101.3 kPa). בתנאי לחץ אטמוספרי נמוכים יותר, כמו בסביבת זיקוק בוואקום, נקודת הרתיחה של n-בוטנול תרד. לדוגמה, בסביבת חצי-וואקום הוא עשוי להרתיח בטמפרטורות מתחת ל-100°C. לכן, ניתן לשלוט ביעילות בתהליך הזיקוק וההפרדה של n-בוטנול על ידי התאמת לחץ הסביבה בייצור תעשייתי.

טוהר וחומרים נלווים
נקודת הרתיחה של n-בוטנול עשויה להיות מושפעת גם מטוהר. ל-n-בוטנול בעל טוהר גבוה יש נקודת רתיחה יציבה של 117.7 מעלות צלזיוס. עם זאת, אם קיימים זיהומים ב-n-בוטנול, אלה עשויים לשנות את נקודת הרתיחה בפועל של n-בוטנול באמצעות השפעות אזיאוטרופיות או אינטראקציות פיזיקוכימיות אחרות. לדוגמה, כאשר n-בוטנול מעורבב עם מים או ממסים אורגניים אחרים, תופעת האזיאוטרופיה עלולה לגרום לנקודת הרתיחה של התערובת להיות נמוכה יותר מזו של n-בוטנול טהור. לכן, הכרת הרכב ואופי התערובת חיונית לבקרת נקודת רתיחה מדויקת.

יישומים של נקודת רתיחה של n-בוטנול בתעשייה
בתעשייה הכימית, הבנה ובקרה של נקודת הרתיחה של n-בוטנול חשובות למטרות מעשיות. לדוגמה, בתהליכי ייצור שבהם יש צורך להפריד n-בוטנול מרכיבים אחרים באמצעות זיקוק, יש לשלוט בטמפרטורה במדויק כדי להבטיח הפרדה יעילה. במערכות שחזור ממסים, נקודת הרתיחה של n-בוטנול קובעת גם את תכנון ציוד השחזור ואת יעילות ניצול האנרגיה. נקודת הרתיחה המתונה של n-בוטנול הובילה לשימוש בו בתגובות ממסים וכימיות רבות.
הבנת נקודת הרתיחה של n-בוטנול חיונית לשימושו ביישומים כימיים. הכרת נקודת הרתיחה של n-בוטנול מספקת בסיס איתן לתכנון תהליכים ולשיפורי פרודוקטיביות, הן במחקר מעבדתי והן בייצור תעשייתי.