DET ebullioskopi, en af de fire kolligative egenskaber, studerer opførelsen af a's kogepunkt opløsningsmiddel når du modtager en opløst stof ikke-flygtig. De andre kolligative egenskaber er tonoskopi, kryoskopi og osmoskopi.
Bemærk: Ikke-flygtigt opløst stof er ethvert stof, der har en høj kogepunkt og lavt smeltepunkt og i stand til at opløses i et bestemt opløsningsmiddel.
Når en ikke-flygtig opløsningsmiddel sættes til et opløsningsmiddel, gør det generelt vanskeligt for opløsningsmidlet at fordampe. Således er en højere temperatur nødvendig for at være i stand til at fordampe opløsningsmidlet. På ebullioskopi, denne stigning i opløsningsmidlets kogepunkt undersøges.
Denne vanskelighed forårsaget af opløsningsmidlet ved afdampning af opløsningsmidlet, dvs. stigningen i opløsningsmidlets kogepunkt, er direkte relateret til typen af opløsningsmiddel, der er til stede i opløsningen. Mulige typer opløst stof er:
Ionisk opløst stof: når det tilsættes til vand, ionisere eller dissocierer, befolker opløsningen med ioner. Eksempler: salt, base, syre.
molekylær opløsningsmiddel: når det tilsættes til vand, ioniserer det ikke og opretholder den molekylære form. Eksempler: glukose, saccharose.
Jo større antallet af partikler i opløsningsmidlet, jo mere intens er det ebullioskopijo højere opløsningsmidlets kogepunkt er. I ioniske opløsninger har vandets kogepunkt således tendens til altid at være højere end kogepunktet for molekylære opløsninger, så længe de er i samme koncentration.
Formler brugt i ebullioskopi beregninger
For at udføre beregningerne af ebullioskopi, har vi følgende formler:
Formel til beregning af kogetemperaturvariation
Δte = t-t2
I denne formel beregner vi variationen i kogetemperaturen ved at trække opløsningsmidlets kogetemperatur, der findes i opløsningen, fra det rene opløsningsmiddels kogetemperatur.
Bemærk: Akronymet Δte kan også kaldes elevationskogepunktshøjde.
Formel til beregning af kogetemperaturstigningen, der involverer molalitet
Δte = Ke. W
Det er en formel, der skal bruges afhænger af kendskabet til ebullioskopikonstanten, som er relateret til opløsningsmidlet, der er til stede i opløsningen, og molaliteten (W). Hver af disse variabler har en bestemt formel.
Van't Hoff-korrektionsfaktoren (i) kan også forekomme i denne formel, dog kun hvis den ikke-flygtige opløste opløsningsmiddel er ionisk.
Δte = Ke. W.i
Bemærk: For at bestemme Van't Hoff-korrektionsfaktor, har vi brug for graden af ionisering eller dissociation af det opløste stof og antallet af partikler (q) ioniseret eller dissocieret af det opløste stof, når det er til stede i vand.
Formel til beregning af den ebuliskopiske konstant (Ke)
Ke = RT2
1000.Lv
I denne formel har vi den generelle gaskonstant (0,082), temperatur (altid arbejdet i kelvin) og den latente fordampningsvarme.
Formel til beregning af molalitet (W)
W = m1
M1.m2
I denne formel er der anvendelsen af massen af det opløste stof (m1 - altid arbejdet i gram) af den molære masse af det opløste stof (M1) og opløsningsmidlets masse (m2 - arbejdede altid i kg).
Bemærk: Baseret på viden om molalitetsformlen, hvis vi erstatter W, der er til stede i Ates formel, med dens respektive formel, vil vi have følgende resultat:
Δte = Ke.m1
M1.m2
Eksempel på anvendelse af formler i beregningen af ebullioskopi
1. eksempel - (Uece) I fodsporene til den franske kemiker François-Marie Raoult (1830-1901), der undersøgte den ebuliometriske effekt af opløsninger, opløste en kemistudent 90 g glukose (C6H12O6) i 400 g vand og opvarmede det hele. Ved at vide, at Ke i vand = 0,52 ºC / mol efter nogen tid, var den oprindelige kogetemperatur, som han fandt: (Data: Molær masse af glukose = 180 g / mol)
a) 99,85 ° C.
b) 100,15 ° C.
c) 100,50 ° C.
d) 100,65 ° C.
Data leveret af øvelsen:
m1= 90 g;
m2 = 400 g eller 0,4 kg (efter opdeling med 1000);
Ke = 0,52;
M1 = 180 g / mol;
t =? (startkogetemperatur eller kogetemperatur for opløsningsmidlet i opløsningen).
Bemærk: Vandets kogetemperatur (t2) er 100 OÇ.
Da øvelsen gav masserne og ebullioskopikonstanten, skal du bare bruge dataene i nedenstående udtryk:
t-t2 = Ke.m1
M1.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 OÇ
2. eksempel - (Uece) Calciumchlorid (CaCl2) har bred industriel anvendelse i kølesystemer, i cementproduktion, i mælkekoagulation til osteproduktion og bruges fremragende som en fugtighedsregulator. En calciumchloridopløsning, der anvendes til industrielle formål, har en molalitet 2 og et kogepunkt på 103,016 ° C under et tryk på 1 atm. Ved at vide, at ebullioskopikonstanten for vand er 0,52 ° C, er dens tilsyneladende grad af ionisk dissociation:
a) 80%.
b) 85%.
c) 90%.
d) 95%.
Data leveret af øvelsen:
- Ke = 0,52;
- W = 2 mol;
- t = 103,016 (startkogetemperatur eller kogetemperatur for opløsningsmidlet i opløsningen).
Bemærk: Vandets kogetemperatur (t2) er 100 OÇ.
Da øvelsen leverede data om ebullioskopi, såsom Ke og molalitet, er det tydeligt, at vi skal bruge følgende formel til ebullioskopi:
Δte = Ke. W
Da øvelsen beder om graden af dissociation, skal vi dog arbejde med ovenstående formel med Van't Hoff-korrektionsfaktoren (i):
Δte = Ke. W.i
For at beregne graden skal du også erstatte i med dets udtryk, som er 1 + α. (Q-1):
t-t2 = Ke. W. [1 + a. (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
Endelig skal du blot gange værdien fundet med 100 for at bestemme procentdelen:
α = 0,95.100
α = 95%
Af mig Diogo Lopes Dias
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm