Ο ebullioscopy, ένα από τα τέσσερα συνεργατικές ιδιότητες, μελετά τη συμπεριφορά του σημείου βρασμού του α διαλυτικό μέσο όταν λαμβάνετε ένα διαλυτό μη πτητικό. Οι άλλες συνεργικές ιδιότητες είναι τονοσκόπηση, κρυοσκόπηση και οσμωσκόπηση.
Σημείωση: Η μη πτητική διαλυμένη ουσία είναι οποιαδήποτε ουσία που έχει υψηλή περιεκτικότητα σημείο βρασμού και χαμηλό σημείο τήξεως και ικανό να διαλύεται σε ένα συγκεκριμένο διαλύτη.
Γενικά, όταν προστίθεται μια μη πτητική διαλυμένη ουσία σε έναν διαλύτη, καθιστά δύσκολη την εξάτμιση του διαλύτη. Επομένως, απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία για να μπορεί να εξατμιστεί ο διαλύτης. Στο ebullioscopyΜελετάται αυτή η αύξηση στο σημείο βρασμού του διαλύτη.
Αυτή η δυσκολία που προκαλείται από τη διαλυμένη ουσία στην εξάτμιση του διαλύτη, δηλαδή την αύξηση του σημείου ζέσεως του διαλύτη, σχετίζεται άμεσα με τον τύπο της διαλυμένης ουσίας που υπάρχει στο διάλυμα. Πιθανοί τύποι διαλυμένης ουσίας είναι:
Ιονική διαλυμένη ουσία: όταν προστίθεται στο νερό, ιονίζω ή διαχωρίζεται, συμπληρώνοντας το διάλυμα με ιόντα. Παραδείγματα: αλάτι, βάση, οξύ.
μοριακή διαλυμένη ουσία: όταν προστίθεται στο νερό, δεν ιονίζεται, διατηρώντας το μοριακό σχήμα. Παραδείγματα: γλυκόζη, σακχαρόζη.
Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των σωματιδίων στο διαλύτη, τόσο πιο έντονο είναι ebullioscopy, δηλαδή, όσο υψηλότερο είναι το σημείο βρασμού του διαλύτη. Έτσι, σε ιοντικά διαλύματα, το σημείο βρασμού του νερού τείνει να είναι πάντα υψηλότερο από το σημείο βρασμού των μοριακών διαλυμάτων, αρκεί να βρίσκονται στην ίδια συγκέντρωση.
Τύποι που χρησιμοποιούνται στο υπολογισμοί ebullioscopy
Για να εκτελέσετε τους υπολογισμούς του ebullioscopy, έχουμε τους ακόλουθους τύπους:
Τύπος για τον υπολογισμό της διακύμανσης της θερμοκρασίας βρασμού
Δte = t-t2
Σε αυτόν τον τύπο, υπολογίζουμε τη διακύμανση της θερμοκρασίας βρασμού αφαιρώντας τη θερμοκρασία βρασμού του διαλύτη, που υπάρχει στο διάλυμα, από τη θερμοκρασία βρασμού του καθαρού διαλύτη.
Σημείωση: Το ακρωνύμιο Δte μπορεί επίσης να ονομαστεί ανύψωση σημείου ζέσεως διαλύτη.
Τύπος για τον υπολογισμό της αύξησης της θερμοκρασίας βρασμού που περιλαμβάνει το μοριακότητα
Δte = Κ. Δ
Είναι ένας τύπος που, για χρήση, εξαρτάται από τη γνώση της σταθεράς της ebullioscopy, η οποία σχετίζεται με τον διαλύτη που υπάρχει στο διάλυμα, και τη μοριακότητα (W). Κάθε μία από αυτές τις μεταβλητές έχει έναν συγκεκριμένο τύπο.
Ο συντελεστής διόρθωσης Van't Hoff (i) μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε αυτόν τον τύπο, ωστόσο, μόνο εάν η μη πτητική διαλυμένη ουσία είναι ιονική.
Δte = Κ. W.i
Σημείωση: Για να προσδιορίσετε το Συντελεστής διόρθωσης Van't Hoff, χρειαζόμαστε τον βαθμό ιονισμού ή διαχωρισμού της διαλυμένης ουσίας και τον αριθμό των σωματιδίων (q) που ιονίζονται ή διαχωρίζονται από τη διαλυμένη ουσία όταν υπάρχουν στο νερό.
Τύπος για τον υπολογισμό της σταθεράς εκβιβασμού (Ke)
Ke = RT2
1000. Λβ
Σε αυτόν τον τύπο, έχουμε τη γενική σταθερά αερίου (0,082), τη θερμοκρασία (πάντα δουλεμένη σε kelvin) και τη λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης.
Τύπος για τον υπολογισμό της μοριακότητας (W)
W = Μ1
Μ1.Μ2
Σε αυτόν τον τύπο, υπάρχει η χρήση της μάζας της διαλυμένης ουσίας (m1 - εργάστηκε πάντα σε γραμμάρια), της γραμμομοριακής μάζας της διαλυμένης ουσίας (Μ1) και τη μάζα του διαλύτη (m2 - εργαζόμουν πάντα σε κιλά).
Σημείωση: Με βάση τη γνώση του τύπου molality, εάν αντικαταστήσουμε το W, που υπάρχει στον τύπο του Δte, από τον αντίστοιχο τύπο του, θα έχουμε το ακόλουθο αποτέλεσμα:
Δte = Κ.Μ.1
Μ1.Μ2
Παράδειγμα εφαρμογής των τύπων στον υπολογισμό της ebullioscopy
1ο παράδειγμα - (Uece) Ακολουθώντας τα βήματα του Γάλλου χημικού François-Marie Raoult (1830-1901), ερευνώντας το ευβολιομετρικό αποτέλεσμα των διαλυμάτων, ένας φοιτητής χημείας διέλυσε 90 g γλυκόζης (C6Η12Ο6) σε 400 g νερού και θερμάνθηκε ολόκληρο. Γνωρίζοντας ότι Ke σε νερό = 0,52 ºC / mol, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η αρχική θερμοκρασία βρασμού που βρήκε ήταν: (Δεδομένα: Μοριακή μάζα γλυκόζης = 180 g / mol)
α) 99,85 ° C.
β) 100,15 ° C.
γ) 100,50 ° C.
δ) 100,65 ° C.
Δεδομένα που παρέχονται από την άσκηση:
Μ1= 90 g;
Μ2 = 400 g ή 0,4 kg (μετά τη διαίρεση με 1000) ·
Ke = 0,52;
Μ1 = 180 g / mol;
t =? (αρχική θερμοκρασία βρασμού ή θερμοκρασία βρασμού του διαλύτη στο διάλυμα).
Σημείωση: Η θερμοκρασία βρασμού του νερού (t2) είναι 100 ΟΝΤΟ.
Καθώς η άσκηση παρείχε τις μάζες και τη σταθερά της ebullioscopy, απλώς χρησιμοποιήστε τα δεδομένα στην παρακάτω έκφραση:
τ-τ2 = Κ.Μ.1
Μ1.Μ2
t-100 = 0,52.90
180.0,4
t-100 = 46,8
72
t-100 = 0,65
t = 0,65 + 100
t = 100,65 ΟΝΤΟ
2ο Παράδειγμα - (Uece) Χλωριούχο ασβέστιο (CaCl2) έχει ευρεία βιομηχανική εφαρμογή σε συστήματα ψύξης, στην παραγωγή τσιμέντου, στην πήξη γάλακτος για την παραγωγή τυριών και χρησιμοποιείται άριστα ως ελεγκτής υγρασίας. Ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου που χρησιμοποιείται για βιομηχανικούς σκοπούς έχει μοριακότητα 2 και σημείο βρασμού 103.016 ° C υπό πίεση 1 atm. Γνωρίζοντας ότι η σταθερά του ebullioscopy του νερού είναι 0,52 ° C, ο φαινόμενος βαθμός ιοντικής διάσπασης είναι:
α) 80%.
β) 85%.
γ) 90%.
δ) 95%.
Δεδομένα που παρέχονται από την άσκηση:
- Ke = 0,52;
- W = 2 γραμμομόρια;
- t = 103.016 (αρχική θερμοκρασία βρασμού ή θερμοκρασία βρασμού του διαλύτη στο διάλυμα).
Σημείωση: Η θερμοκρασία βρασμού του νερού (t2) είναι 100 ΟΝΤΟ.
Καθώς η άσκηση παρείχε δεδομένα σχετικά με την ebullioscopy, όπως το Ke και το molality, είναι προφανές ότι πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον ακόλουθο τύπο για την ebullioscopy:
Δte = Κ. Δ
Ωστόσο, καθώς η άσκηση ζητά τον βαθμό αποσύνδεσης, πρέπει να εφαρμόσουμε τον παραπάνω τύπο με τον συντελεστή διόρθωσης Van't Hoff (i):
Δte = Κ. W.i
Επίσης, για να υπολογίσετε τον βαθμό, θα πρέπει να αντικαταστήσετε το i με την έκφρασή του, που είναι 1 + α. (Q-1):
τ-τ2 = Κ. 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
Τέλος, πολλαπλασιάστε την τιμή που βρέθηκε με 100 για να προσδιορίσετε το ποσοστό:
α = 0,95.100
α = 95%
Από μένα. Diogo Lopes Dias
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm
