ในวิชาเคมีความผันผวนเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่อธิบายว่าสารนั้นระเหยได้ ง่ายเพียงใด ที่อุณหภูมิและความดัน ที่กำหนด สารที่มีความผันผวนสูงมีแนวโน้มที่จะอยู่ในรูปของไอ มากกว่า ในขณะที่สารที่มีความผันผวนต่ำมีแนวโน้มที่จะอยู่ใน รูป ของของเหลวหรือของแข็งความผันผวนยังสามารถอธิบายถึงแนวโน้มของไอที่จะควบแน่นเป็นของเหลวหรือของแข็งได้ สารที่มีความผันผวนต่ำจะควบแน่นจากไอได้ง่ายกว่าสารที่มีความผันผวนสูง^{[ 1 ]}ความแตกต่างของความผันผวนสามารถสังเกตได้โดยการเปรียบเทียบความเร็วในการระเหยของสารในกลุ่มเดียวกัน (หรือการระเหิดในกรณีของของแข็ง) เมื่อสัมผัสกับบรรยากาศ สารที่มีความผันผวนสูง เช่นแอลกอฮอล์ล้างแผล ( ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ) จะระเหยอย่างรวดเร็ว ในขณะที่สารที่มีความผันผวนต่ำ เช่นน้ำมันพืชจะยังคงอยู่ในรูปของของเหลว^{[ 2 ]}โดยทั่วไป ของแข็งมีความผันผวนน้อยกว่าของเหลวมาก แต่ก็มีข้อยกเว้นบางประการ ของแข็งที่ระเหิด (เปลี่ยนจากของแข็งเป็นไอโดยตรง) เช่นน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) หรือไอโอดีนสามารถระเหยได้ในอัตราที่ใกล้เคียงกับของเหลวบางชนิดภายใต้สภาวะมาตรฐาน^{[ 3 ]}

ค่าความผันผวนนั้นไม่มีค่าตัวเลขที่แน่นอน แต่โดยทั่วไปจะอธิบายโดยใช้ความดันไอหรือจุดเดือด (สำหรับของเหลว) ความดันไอสูงบ่งชี้ถึงความผันผวนสูง ในขณะที่จุดเดือดสูงบ่งชี้ถึงความผันผวนต่ำ ความดันไอและจุดเดือดมักแสดงในตารางและแผนภูมิที่สามารถใช้เปรียบเทียบสารเคมีที่สนใจได้ ข้อมูลความผันผวนโดยทั่วไปได้มาจากการทดลองในช่วงอุณหภูมิและความดันต่างๆ

ความดันไอคือการวัดว่าสารในสถานะควบแน่นจะเปลี่ยนสถานะเป็นไอได้ง่ายเพียงใดที่อุณหภูมิที่กำหนด สารที่บรรจุอยู่ในภาชนะปิดสนิทซึ่งเดิมเป็นสุญญากาศ (ไม่มีอากาศอยู่ภายใน) จะเติมเต็มพื้นที่ว่างด้วยไออย่างรวดเร็ว หลังจากที่ระบบถึงสภาวะสมดุลและอัตราการระเหยเท่ากับอัตราการควบแน่นแล้ว ก็สามารถวัดความดันไอได้ การเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มปริมาณไอที่เกิดขึ้นและทำให้ความดันไอเพิ่มขึ้น ในสารผสม สารแต่ละชนิดจะมีส่วนทำให้เกิดความดันไอโดยรวมของสารผสม โดยสารประกอบที่ระเหยง่ายกว่าจะมีส่วนทำให้เกิดความดันไอมากกว่า

จุดเดือดคืออุณหภูมิที่ความดันไอของของเหลวเท่ากับความดันโดยรอบ ทำให้ของเหลวระเหยอย่างรวดเร็วหรือเดือด จุดเดือดมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความดันไอ แต่ขึ้นอยู่กับความดัน จุดเดือดปกติคือจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศแต่อาจมีการรายงานที่ความดันสูงกว่าและต่ำกว่าได้เช่นกัน^{[ 3 ]}

ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อความระเหยของสารคือความแข็งแรงของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเป็นสิ่งที่ยึดวัสดุเข้าด้วยกัน และวัสดุที่มีแรงระหว่างโมเลกุล ที่แข็งแรง กว่า เช่น ของแข็งส่วนใหญ่ มักจะไม่ระเหยง่ายเอทานอลและไดเมทิลอีเทอร์ ซึ่งเป็นสารเคมีสอง _ชนิดที่มีสูตรเดียวกัน (C₂H₆O ₎มีความระเหยต่างกันเนื่องจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลในเฟสของเหลวแตกต่างกัน โมเลกุลของเอทานอลสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจน ได้ ในขณะที่โมเลกุลของไดเมทิลอีเทอร์ไม่สามารถทำได้^{[ 4 ]}ส่งผลให้แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของเอทานอลโดยรวมแข็งแรงกว่า ทำให้เอทานอลเป็นสารที่ระเหยยากกว่าในสองชนิดนี้

โดยทั่วไป ความผันผวนมีแนวโน้มลดลงเมื่อมวลโมเลกุล เพิ่มขึ้น เนื่องจากโมเลกุลขนาดใหญ่สามารถมีส่วนร่วมในการยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลได้มากขึ้น^{[ 5 ]}แม้ว่าปัจจัยอื่นๆ เช่น โครงสร้างและขั้วจะมีบทบาทสำคัญก็ตาม ผลกระทบของมวลโมเลกุลสามารถแยกได้บางส่วนโดยการเปรียบเทียบสารเคมีที่มีโครงสร้างคล้ายกัน (เช่นเอสเทอร์แอลเคน เป็นต้น) ตัวอย่างเช่นแอลเคน เชิงเส้น แสดงความผันผวนที่ลดลงเมื่อจำนวนคาร์บอนในโซ่เพิ่มขึ้น

ความรู้เกี่ยวกับความผันผวนมักมีประโยชน์ในการแยกส่วนประกอบออกจากสารผสม เมื่อสารผสมของสารควบแน่นประกอบด้วยสารหลายชนิดที่มีระดับความผันผวนต่างกัน สามารถปรับอุณหภูมิและความดันเพื่อให้ส่วนประกอบที่มีความผันผวนสูงกว่าเปลี่ยนเป็นไอ ในขณะที่สารที่มีความผันผวนต่ำกว่ายังคงอยู่ในสถานะของเหลวหรือของแข็ง ไอที่เกิดขึ้นใหม่สามารถทิ้งหรือควบแน่นลงในภาชนะแยกต่างหากได้ เมื่อรวบรวมไอแล้ว กระบวนการนี้เรียกว่าการกลั่น^{[ 6 ]}

กระบวนการกลั่นปิโตรเลียมใช้เทคนิคที่เรียกว่าการกลั่นแยกส่วนซึ่งช่วยให้สามารถแยกสารเคมีหลายชนิดที่มีความผันผวนต่างกันได้ในขั้นตอนเดียวน้ำมันดิบที่เข้าสู่โรงกลั่นประกอบด้วยสารเคมีที่มีประโยชน์หลายชนิดที่ต้องแยกออกจากกัน น้ำมันดิบจะไหลเข้าสู่หอการกลั่นและถูกทำให้ร้อน ซึ่งทำให้ส่วนประกอบที่มีความผันผวนสูงกว่า เช่นบิวเทนและเคโรซีนกลายเป็นไอ ไอเหล่านี้จะเคลื่อนตัวขึ้นไปตามหอและในที่สุดก็จะสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็น ซึ่งทำให้พวกมันควบแน่นและถูกรวบรวม สารเคมีที่มีความผันผวนสูงที่สุดจะควบแน่นที่ด้านบนของหอ ในขณะที่สารเคมีที่มีความผันผวนน้อยที่สุดจะควบแน่นในส่วนล่างสุด^{[ 1 ]}

ความแตกต่างในความผันผวนระหว่างน้ำและเอทานอลถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เข้มข้นมานานแล้ว (ซึ่งหลายชนิดเรียกว่า " สุรา ") เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของเอทานอลในผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตเครื่องดื่มจะให้ความร้อนแก่ส่วนผสมแอลกอฮอล์เริ่มต้นจนถึงอุณหภูมิที่เอทานอลส่วนใหญ่กลายเป็นไอ ในขณะที่น้ำส่วนใหญ่ยังคงเป็นของเหลว จากนั้นไอเอทานอลจะถูกรวบรวมและควบแน่นในภาชนะแยกต่างหาก ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นมากขึ้น^{[ 7 ]}

ความระเหยเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อทำน้ำหอมมนุษย์รับรู้กลิ่นเมื่อไอระเหยของน้ำหอมสัมผัสกับตัวรับในจมูก ส่วนผสมที่ระเหยได้อย่างรวดเร็วหลังจากทาจะสร้างไอระเหยที่มีกลิ่นหอมในช่วงเวลาสั้นๆ ก่อนที่น้ำมันจะระเหยไป ส่วนผสมที่ระเหยช้าสามารถอยู่บนผิวหนังได้นานหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน แต่ก็อาจไม่สร้างไอระเหยมากพอที่จะสร้างกลิ่นหอมที่เข้มข้น เพื่อป้องกันปัญหาเหล่านี้ นักออกแบบน้ำหอมจึงพิจารณาความระเหยของน้ำมันหอมระเหยและส่วนผสมอื่นๆ ในน้ำหอมของพวกเขาอย่างรอบคอบ อัตราการระเหยที่เหมาะสมจะเกิดขึ้นได้โดยการปรับปริมาณของส่วนผสมที่ระเหยง่ายและส่วนผสมที่ไม่ระเหยง่ายที่ใช้^{[ 8 ]}

อาวุธเคมีสามารถจำแนกได้เป็นสารที่คงอยู่ หรือสารที่ไม่คงอยู่ขึ้นอยู่กับความระเหย สารที่ระเหยได้ง่ายกว่าจะระเหยและกระจายตัวได้เร็วกว่า และอาจเป็นอันตรายได้เพียงช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น สารที่คงอยู่จะทำให้เกิดการปนเปื้อนเป็นเวลานาน และสามารถใช้ในการปิดกั้นพื้นที่ โดยการปน เปื้อนจุดยุทธศาสตร์หรือด้านหลังของสนามรบอาวุธเคมีที่ระเหยง่ายและไม่คงอยู่ ได้แก่สารทำลายประสาทตระกูล G ในยุคแรกๆ เช่นทาบุนซารินและโซมานอาวุธเคมีที่ระเหยยากกว่าและคงอยู่นานกว่า ได้แก่แก๊สมัสตาร์ดสารทำลายประสาทตระกูล Vเช่นVXและVRและสารทำลายประสาทตระกูลโนวิช็อก^{[ 9 ]}

• ความสัมพันธ์ของคลอซิอุส-แคลเพย์รอน  – ความสัมพันธ์ระหว่างความดันไอและอุณหภูมิ
• การกลั่น  – วิธีการแยกสารผสม
• การกลั่นแยกส่วน  – การแยกสารผสมออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ
• ความดันย่อย  – ความดันของก๊าซองค์ประกอบในส่วนผสม
• กฎของราอูลต์  – กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์สำหรับความดันไอของสารผสม
• ความผันผวนสัมพัทธ์  – ความผันผวนเปรียบเทียบของส่วนประกอบต่างๆ ในสารละลาย
• สมดุลไอ-ของเหลว  – ความเข้มข้นของไอที่สัมผัสกับของเหลว
• สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย  – สารเคมีอินทรีย์ที่มีความดันไอสูงที่อุณหภูมิห้อง

ค้นหาคำว่า volatile  หรือvolatilityใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• ความผันผวนจาก ilpi.com