Différence entre les substances volatiles et non volatiles

Différence principale - substances volatiles et non volatiles

Les substances peuvent être classées en deux catégories en fonction de la volatilité: substances volatiles et non volatiles. La volatilité d'une substance fait référence à sa capacité à passer de la phase liquide à la phase vapeur. Une substance pouvant se transformer en phase gazeuse directement de la phase solide à la sublimation est également considérée comme volatile. La principale différence entre les substances volatiles et non volatiles est que les substances volatiles passent facilement en phase gazeuse alors que les substances non volatiles ne se transforment pas facilement en phase gazeuse.

Cet article se penche sur, 

1. Qu'est-ce que la volatilité?
2. Que sont les substances volatiles?
      - Définition, propriétés, caractéristiques, exemples
3. Que sont les substances non volatiles?
      - Définition, propriétés, caractéristiques, exemples
4. Quelle est la différence entre les substances volatiles et non volatiles?

Quelle est la volatilité  

La volatilité est directement associée à la pression de vapeur d'une substance. La pression de vapeur est la pression de la substance après son passage en phase gazeuse. La volatilité est également étroitement associée au point d'ébullition. Une substance dont le point d'ébullition est bas a une volatilité et une pression de vapeur supérieures.

La volatilité d'une substance est affectée par la force des forces intermoléculaires. Par exemple, l'eau n'est pas facilement volatile à la température ambiante et doit être chauffée pour s'évaporer. Ceci est dû à la liaison hydrogène entre les molécules. Comme les liaisons hydrogène sont beaucoup plus fortes, l'eau a un point d'ébullition plus élevé et une volatilité comparativement moindre. En revanche, les solvants organiques non polaires tels que l'hexane sont facilement volatils car ils ont des forces de Van Der Waals faibles. Par conséquent, ils ont également des points d'ébullition bas.

Le poids moléculaire joue également un rôle dans la volatilité. Les substances de poids moléculaire élevé ont moins tendance à se vaporiser alors que les composés de poids moléculaire inférieur peuvent être facilement vaporisés. 

Que sont les substances volatiles?

Les substances volatiles sont les substances qui ont une plus grande capacité de transfert en phase vapeur. Ils ont des attractions intermoléculaires beaucoup plus faibles, et peuvent donc être facilement transformés en phase vapeur. Ils ont également des pressions de vapeur plus élevées et des points d’ébullition plus bas. La plupart des composés organiques sont volatils. Ils peuvent être facilement séparés à l'aide d'évaporateurs de distillation ou rotatifs en ne fournissant que peu de chaleur. La plupart d'entre eux s'évaporent à la température ambiante lorsqu'ils sont exposés à l'air. Ceci est dû aux forces intermoléculaires faibles.

Prenons l'acétone comme exemple. Acétone (CH₃COCH₃) est un composé hautement volatil qui s’évapore facilement lorsqu’il est exposé à l’air. Lorsqu'une petite quantité d'acétone est versée dans un verre de montre et conservée pendant un certain temps, les molécules d'acétone de la couche supérieure se libèrent facilement des autres molécules et se transforment en phase vapeur. Cela expose les couches suivantes, et finalement, toutes les molécules d'acétone restantes se transforment en phase vapeur.

La plupart des produits que nous utilisons quotidiennement contiennent des substances volatiles. Certains exemples incluent les combustibles fossiles, les peintures, les revêtements, les parfums, les aérosols, etc. Ces produits sont plutôt nocifs pour la santé. Les composés organiques volatils peuvent se retenir dans l'atmosphère et pénétrer dans nos systèmes par inhalation. Ces composés peuvent avoir des effets nocifs sur les expositions chroniques. En outre, ils créent des conditions environnementales néfastes telles que le réchauffement de la planète et l'appauvrissement de la couche d'ozone.

Figure 1: Parfum, exemple de substance volatile

Que sont les substances non volatiles

Les composés qui ne se transforment pas facilement en vapeur s'appellent des composés non volatils. Ceci est principalement dû à leurs forces intermoléculaires plus fortes. Les caractéristiques communes de ces composés sont une pression de vapeur basse et des points d’ébullition élevés. La présence d'un soluté dans un solvant réduit la capacité de ce solvant à s'évaporer. Cependant, après évaporation, le soluté non volatil n'apparaîtra pas dans la phase vapeur du solvant volatil..

Il existe plusieurs liquides non volatiles. L'eau ayant un point d'ébullition de 100 ° C est un bel exemple de liquide non volatil. Comme discuté précédemment, cela est dû à la présence de fortes liaisons hydrogène entre les molécules d'eau. Le mercure est également un liquide non volatil. Le mercure est le seul métal liquide à la température ambiante. Comme il contient des liaisons métalliques, les ions de mercure métalliques intégrés dans une mer d’électrons ne peuvent pas être facilement évaporés et ont un point d’ébullition très élevé et une faible pression de vapeur..

Figure 2: Mercure, exemple de substance non volatile

Différence entre les substances volatiles et non volatiles

Définition

Substance volatile: Les substances volatiles passent facilement dans la phase gazeuse.

Substances non volatiles: Les substances non volatiles ne passent pas facilement dans la phase gazeuse. 

Pression de vapeur

Substance volatile: Les substances volatiles ont une pression de vapeur comparativement élevée. 

Substances non volatiles: Les substances non volatiles ont une pression de vapeur comparativement faible.

Point d'ébullition

Substance volatile: Le point d'ébullition des substances volatiles est relativement bas.

Substances non volatiles: Le point d'ébullition des substances non volatiles est comparativement élevé.

Attractions intermoléculaires

Substance volatile: Ceux-ci ont des attractions intermoléculaires plus faibles. 

Substances non volatiles: Ceux-ci ont de fortes attractions intermoléculaires. 

Conclusion

Les composés volatils peuvent être facilement envoyés en phase vapeur. En règle générale, les substances volatiles ont un point d'ébullition inférieur à 100 ° C. En revanche, les composés non volatils sont difficiles à transférer en phase gazeuse et ont des points d'ébullition beaucoup plus élevés. De plus, la pression de vapeur des composés volatils est supérieure à celle des composés non volatils.

Les composés volatils ont également des forces intermoléculaires plus faibles telles que les forces de Van Der Waals. La plupart des composés volatils sont des composés organiques non polaires. Par conséquent, ils n'ont pas d'attractions intermoléculaires plus fortes. Les composés non volatiles sont principalement polaires et ont des interactions plus fortes entre les molécules. C'est la différence entre les substances volatiles et non volatiles. 

Référence:
1. «Helmenstine, Anne Marie. «Voici ce que signifie la volatilité en chimie." À propos de l'éducation. N.p., 17 février 2017. Web. 21 février 2017.
2. "Pression de vapeur." Département de Chimie. Université Purdue, n.d. Web. 21 février 2017.
3. «Composés organiques volatils (COV)». Enviropédie. N.p., n.d. Web. 21 février 2017.
4. «Helmenstine, Anne Marie. "Comprendre ce que signifie non volatile en chimie." À propos de l'éducation. N.p., 14 oct. 2016. Web. 21 février 2017.

Courtoisie d'image:
1. «Bouteille de parfum d'atomiseur vintage» par Angela Andriot - Vetiver Aromatics. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Hydrargyrum” par des images haute résolution d'éléments chimiques (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia