НА ебулиоскопия, един от четирите колигативни свойства, изучава поведението на точката на кипене на a разтворител при получаване на такъв разтворено вещество нелетлив. Другите колигативни свойства са тоноскопия, криоскопия и осмоскопия.
Забележка: Нелетливото разтворено вещество е всяко вещество, което има високо съдържание точка на кипене и ниска точка на топене и способна да се разтвори в определен разтворител.
Най-общо казано, когато към разтворител се добави нелетливо разтворено вещество, това затруднява изпарението на разтворителя. По този начин е необходима по-висока температура, за да може да се изпари разтворителят. В ебулиоскопия, това повишаване на точката на кипене на разтворителя се изследва.
Тази трудност, причинена от разтвореното вещество при изпаряване на разтворителя, т.е. повишаването на точката на кипене на разтворителя, е пряко свързана с вида на разтвореното вещество, присъстващо в разтвора. Възможните видове разтворени вещества са:
Йонно разтворено вещество: когато се добавя към вода,
йонизира или се дисоциира, като попълва разтвора с йони. Примери: сол, основа, киселина.молекулно разтворено вещество: когато се добавя към вода, той не се йонизира, поддържайки молекулярната форма. Примери: глюкоза, захароза.
Колкото по-голям е броят на частиците в разтворителя, толкова по-интензивен е ебулиоскопия, тоест колкото по-висока е точката на кипене на разтворителя. По този начин, в йонните разтвори, температурата на кипене на водата обикновено е по-висока от точката на кипене на молекулните разтвори, стига те да са в една и съща концентрация.
Формули, използвани в изчисления на ебулиоскопия
За да извършите изчисленията на ебулиоскопия, имаме следните формули:
Формула за изчисляване на вариацията на температурата на кипене
Δte = t-t2
В тази формула ние изчисляваме вариацията на температурата на кипене, като изваждаме температурата на кипене на съществуващия в разтвора разтвор от температурата на кипене на чистия разтворител.
Забележка: Съкращението Δte може да се нарече и повишаване на температурата на кипене на разтворителя.
Формула за изчисляване на повишаването на температурата на кипене с участието на моларност
Δte = Ke. W
Това е формула, която трябва да се използва, зависи от познаването на константата на ебулиоскопията, която е свързана с разтворителя, присъстващ в разтвора, и молалността (W). Всяка от тези променливи има определена формула.
Корекционният фактор на Van't Hoff (i) също може да се появи в тази формула, само ако наличното нелетливо разтворено вещество е йонно.
Δte = Ke. W.i
Забележка: За да се определи Корекционен коефициент на Van't Hoff, ние се нуждаем от степента на йонизация или дисоциация на разтвореното вещество и броя на частиците (q), йонизирани или дисоциирани от разтвореното вещество, когато се намират във вода.
Формула за изчисляване на ебулископската константа (Ke)
Ke = RT2
1000. Lv
В тази формула имаме общата газова константа (0,082), температурата (винаги работеща в келвин) и латентната топлина на изпаряване.
Формула за изчисляване на молалност (W)
W = м1
М1.m2
В тази формула се използва масата на разтвореното вещество (m1 - винаги се работи в грамове) от моларната маса на разтвореното вещество (M1) и масата на разтворителя (m2 - винаги работи в килограми).
Забележка: Въз основа на познаването на формулата за моларност, ако заменим W, присъстващ във формулата на Δte, със съответната му формула, ще получим следния резултат:
Δte = Ke.m1
М1.m2
Пример за приложение на формули при изчисляване на ебулиоскопия
1-ви пример - (Uece) Следвайки стъпките на френския химик Франсоа-Мари Раул (1830-1901), изследвайки ебулиометричния ефект на разтворите, студент по химия разтваря 90 g глюкоза (C6Н12О6) в 400 г вода и се нагрява цялото. Знаейки, че Ke във вода = 0,52 ºC / mol, след известно време първоначалната температура на кипене, открита от него, е: (Данни: Моларна маса на глюкозата = 180 g / mol)
а) 99,85 ° С.
б) 100,15 ° С.
в) 100,50 ° С.
г) 100,65 ° С.
Данни, предоставени от упражнението:
м1= 90 g;
м2 = 400 g или 0,4 kg (след разделяне на 1000);
Ke = 0,52;
М1 = 180 g / mol;
t =? (начална температура на кипене или температура на кипене на разтворителя в разтвора).
Забележка: Температурата на кипене на вода (t2) е 100 О° С.
Тъй като упражнението осигурява масите и константата на ебулиоскопията, просто използвайте данните в израза по-долу:
т-т2 = Ke.m1
М1.m2
t-100 = 0,52.90
180.0,4
t-100 = 46,8
72
t-100 = 0,65
t = 0,65 + 100
t = 100,65 О° С
2-ри пример - (Uece) Калциев хлорид (CaCl2) има широко промишлено приложение в хладилни системи, в производството на цимент, в коагулацията на мляко за производство на сирене и се използва отлично като контролер на влагата. Разтворът на калциев хлорид, използван за промишлени цели, има молалност 2 и точка на кипене 103,016 ° C под налягане 1 атм. Знаейки, че константата на ебулиоскопията на водата е 0,52 ° C, нейната привидна степен на йонна дисоциация е:
а) 80%.
б) 85%.
в) 90%.
г) 95%.
Данни, предоставени от упражнението:
- Ke = 0,52;
- W = 2 мола;
- t = 103,016 (начална температура на кипене или температура на кипене на разтворителя в разтвора).
Забележка: Температурата на кипене на вода (t2) е 100 О° С.
Тъй като упражнението предоставя данни за ебулиоскопия, като Ke и молалност, очевидно е, че трябва да използваме следната формула за ебулиоскопия:
Δte = Ke. W
Тъй като обаче упражнението изисква степента на дисоциация, трябва да работим по горната формула с корекционния фактор на Van't Hoff (i):
Δte = Ke. W.i
Също така, за да изчислите степента, ще трябва да замените i с нейния израз, който е 1 + α. (Q-1):
т-т2 = Ke. W. [1 + α. (Q-1)]
103,016-100 = 0,52.2.[1+ α.(3-1)]
3,016 = 1,04.[1+ 2 α]
3,016 = 1,04 + 2,08α
3,016 – 1,04 = 2,08α
1,976 = 2,08α
1,976 = α
2,08
α = 0,95
И накрая, просто умножете намерената стойност по 100, за да определите процента:
α = 0,95.100
α = 95%
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm
