휘발성

요약 액체나 고체의 표면에서 분자가 떨어져 나오는 현상으로 끓는점이 낮은 액체연료, 휘발유, 유기용제, 벤젠을 포함한 방향족화합물 등은 휘발성이 크다.

액체 물질의 휘발성
일정 온도에서 대부분의 액체는 증발하여 증기가 나오는 과정과 증발한 기체가 다시 응축되어 액체가 되는 과정이 동시에 일어나고 있다. 닫힌 용기에서 증발속도와 응축속도가 같아지면 증기와 액체가 동적평형을 이루었다고 하며 이때의 압력을 증기압이라고 한다. 즉, 증기압이 크다는 것은 액체의 표면에서 증발이 더 잘 일어남을 말하고 이때 '이 물질은 휘발성이 크다'고 한다. 예를 들어, 25℃에서 메탄올의 증기압은 122.7Torr, 벤젠은 94.6Torr, 에탄올은 58.9Torr, 물은 23.8Torr, 수은은 0.0017Torr이다. 이 다섯 개의 휘발성을 비교하면 메탄올이 가장 크고 이어서 벤젠, 에탄올, 물, 수은의 순서이다. 액체들의 증기압이 다른 까닭은 분자 간의 힘이 다르기 때문이며, 일반적으로 극성이 없고 분자량이 작을수록 분자 간의 힘이 약하여 쉽게 증발하게 된다.

고체 물질의 휘발성
고체도 증기압을 나타내는데 고체는 액체보다 분자들이 더 단단하게 결합되어 있으므로 그 값이 액체보다 훨씬 작지만 일부 물질은 고체임에도 증기압이 높은 물질이 있는데, 이를 승화성 고체라고 한다. 이온화합물들은 승화성이 있는 물질이 거의 없고, 분자화합물인 경우 고체가 승화성을 나타내기도 한다. 예를 들면, 아이오딘이나 드라이아이스 등은 증기압이 높아 고체 표면에서 분자가 쉽게 이탈한다.

휘발성 물질과 환경
산업체나 생활 주변에서 흔히 사용하는 유기화합물 중에는 휘발성 물질이 많다. 끓는점이 낮은 액체연료, 휘발유, 유기용제, 벤젠을 포함한 방향족화합물 등은 대부분 휘발성이 크다. 이러한 물질 중에는 암을 일으키는 독성물질이 많아 석유화학 시설, 주유소, 세탁소, 자동차 공업사 등에서는 휘발성 물질이 배출되지 않도록 노력해야 한다.