Exemplu de ridicare a punctului de fierbere

Acest exemplu de exemplu demonstrează modul de calculare a creșterii punctului de fierbere cauzat de adăugarea de sare în apă. Când se adaugă sare în apă, clorura de sodiu se separă în ioni de sodiu și ioni de clorură. Premisa creșterii punctului de fierbere este aceea că particulele adăugate cresc temperatura necesară pentru a aduce apa la punctul de fierbere. Particulele suplimentare interferează cu interacțiunile dintre moleculele de solvent (apă, în acest caz).

Problema cu ridicarea punctului de fierbere

Se adaugă 31,65 g clorură de sodiu la 220,0 ml apă la 34 ° C. Cum va afecta acest lucru punctul de fierbere al apei?

Presupunem că clorura de sodiu se disociază complet în apă.

Dat:
densitatea apei la 35 ° C = 0,994 g / ml
K_b apă = 0,51 ° C kg / mol

Soluţie

Pentru a găsi creșterea schimbării de temperatură a unui solvent de către un solut, folosiți ecuația:
ΔT = iK_bm
Unde:
ΔT = Schimbarea temperaturii în ° C
i = factorul Van't Hoff
K_b = constantă de creștere a punctului de fierbere molal în ° C kg / mol
m = molalitatea solutului în solut mol / kg solvent

Pasul 1. Calculați Molalitatea NaCl

molalitatea (m) de NaCl = moli de NaCl / kg apă

Din tabelul periodic:

masa atomică Na = 22,99
masa atomică Cl = 35,45
moli de NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moli de NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moli de NaCl = 0,542 mol
kg apă = densitate x volum
kg apă = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg apă = 0,219 kg
m_NaCl = moli de NaCl / kg apă
m_NaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
m_NaCl = 2,477 mol / kg

Pasul 2. Determinați factorul Van 't Hoff

Factorul van't Hoff, "i", este o constantă asociată cu cantitatea de disociere a solutului în solvent. Pentru substanțele care nu se disociează în apă, cum ar fi zahărul, i = 1. Pentru soluțiile care se disociază complet în doi ioni, i = 2. Pentru acest exemplu, NaCl se disociază complet în cei doi ioni, Na⁺ și Cl^-. Prin urmare, aici, i = 2.

Pasul 3. Găsiți ΔT

ΔT = iK_bm
ΔT = 2 x 0,51 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 2,53 ° C

Răspuns

Adăugând 31,65 g de NaCl la 220,0 ml de apă va ridica punctul de fierbere cu 2,53 ° C.

Elevarea punctului de fierbere este o proprietate coligativă a materiei. Adică depinde de numărul de particule dintr-o soluție și nu de identitatea lor chimică. O altă proprietate coligativă importantă este depresia punctului de îngheț.