Warum siedet Propan-1-ol bei 97 Celsius Grad und Butan bei 0 Celsius Grad?

Moin,

"Push the button..." (Sugababes)

Aber Spaß beiseite. Ich gehe mal davon aus, dass du Butan meinst, das bei etwa 0°C seine Siedetemperatur hat. Dann lautet die Antwort:

Propan-1-ol gehört aufgrund seiner Hydroxygruppe (–OH) zu der Stoffklasse der Alkanole (Alkohole), Butan dagegen zu den Alkanen.

Die Moleküle der beiden Substanzen haben eine vergleichbar große Masse (Propan-1-ol wiegt 60 u, Butan 58 u). An der Masse der Moleküle kann es also nicht liegen, dass die Siedetemperaturen so unterschiedlich groß sind.

Da die Siedetemperaturen in beiden Fällen auch bei gleichem Luftdruck (Dampfdruck) ermittelt wurden, kann es auch nicht daran liegen.

Bleibt nur noch der Zusammenhalt der Moleküle der jeweiligen Substanz untereinander. Zwischen den Alkanmolekülen wirken nur die sogenannten van-der-Waals-Kräfte. Das sind ziemlich schwache Anziehungskräfte zwischen Masseteilchen.
Zwischen den Propan-1-ol-Molekülen wirken dagegen nicht nur diese van-der-Waals-Kräfte, sondern auch noch die viel stärkeren Wasserstoffbrückenbindungen, die dadurch zustande kommen, dass in der Hydroxygruppe der Sauerstoff das bindende Elektronenpaar zum Wasserstoff aufgrund seiner höheren Elektronegativität stärker zu sich heran zieht. Dadurch wird der Sauerstoff negativ teilgeladen (man sagt auch, dass er eine negative Partialladung hat), während der Wasserstoff partiell positiv geladen wird. Diese entgegengesetzten Partialladungen entstehen in allen Molekülen des Alkohols. Da sich unterschiedliche Ladungen gegenseitig anziehen (was auch für Partialladungen gilt), "halten sich die Propanol-Moleküle gegenseitig viel stärker fest" als die Alkan-Moleküle.
Das heißt, du musst mehr Energie dafür aufwenden, um den Verband von Propanol-Molekülen auseinander zu bekommen, damit sie vom flüssigen Zustand in den Gasraum gelangen können, als das bei den Alkan-Molekülen der Fall ist. Deshalb ist die Siedetemperatur von Propan-1-ol so viel höher als beim Butan.

Alles klar?

LG von der Waterkant