LA ebulloscopia, uno de los cuatro propiedades coligativas, estudia el comportamiento del punto de ebullición de un solvente al recibir uno sustancia disoluta No volátil. Las otras propiedades coligativas son tonoscopia, crioscopia y osmoscopia.
Nota: El soluto no volátil es cualquier sustancia que tenga un alto punto de ebullición y de bajo punto de fusión y capaz de disolverse en un determinado disolvente.
En términos generales, cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente, dificulta la evaporación del solvente. Por tanto, se necesita una temperatura más alta para poder evaporar el disolvente. A ebulloscopia, se estudia este aumento del punto de ebullición del disolvente.
Esta dificultad provocada por el soluto en la evaporación del solvente, es decir, el aumento del punto de ebullición del solvente, está directamente relacionada con el tipo de soluto presente en la solución. Los posibles tipos de solutos son:
Soluto iónico: cuando se agrega al agua, ionizar o se disocia, poblando la solución con iones. Ejemplos: sal, base, ácido.
soluto molecular: cuando se agrega al agua, no se ioniza, manteniendo la forma molecular. Ejemplos: glucosa, sacarosa.
Cuanto mayor sea el número de partículas en el disolvente, más intensa será la ebulloscopia, es decir, cuanto mayor sea el punto de ebullición del disolvente. Así, en soluciones iónicas, el punto de ebullición del agua tiende a ser siempre más alto que el punto de ebullición de las soluciones moleculares, siempre que estén en la misma concentración.
Fórmulas utilizadas en cálculos de ebulloscopia
Para realizar los cálculos de la ebulloscopia, tenemos las siguientes fórmulas:
Fórmula para calcular la variación de la temperatura de ebullición.
Δte = t-t2
En esta fórmula, calculamos la variación en la temperatura de ebullición restando la temperatura de ebullición del solvente, existente en la solución, de la temperatura de ebullición del solvente puro.
Nota: El acrónimo Δte también se puede llamar elevación del punto de ebullición del disolvente.
Fórmula para calcular el aumento de la temperatura de ebullición que implica el molalidad
Δte = Ke. W
Es una fórmula que, para ser utilizada, depende del conocimiento de la constante de ebullioscopia, que está relacionada con el solvente presente en la solución, y la molalidad (W). Cada una de estas variables tiene una fórmula particular.
El factor de corrección de Van't Hoff (i) también puede aparecer en esta fórmula, sin embargo, solo si el soluto no volátil presente es iónico.
Δte = Ke. Wisconsin
Nota: Para determinar el Factor de corrección de Van't Hoff, necesitamos el grado de ionización o disociación del soluto y el número de partículas (q) ionizadas o disociadas por el soluto cuando está presente en agua.
Fórmula para calcular la constante ebuliscópica (Ke)
Ke = RT2
1000.Lv
En esta fórmula, tenemos la constante general del gas (0.082), la temperatura (siempre trabajada en kelvin) y el calor latente de vaporización.
Fórmula para calcular la molalidad (W)
W = metro1
METRO1.metro2
En esta fórmula, se utiliza la masa del soluto (m1 - siempre trabajado en gramos), de la masa molar del soluto (M1) y la masa del disolvente (m2 - trabajado siempre en kilogramos).
Nota: Con base en el conocimiento de la fórmula de la molalidad, si reemplazamos la W, presente en la fórmula de Δte, por su respectiva fórmula, tendremos el siguiente resultado:
Δte = Ke.m1
METRO1.metro2
Ejemplo de aplicación de fórmulas en el cálculo de la ebulloscopia.
1er ejemplo - (Uece) Siguiendo los pasos del químico francés François-Marie Raoult (1830-1901), investigando el efecto ebuliométrico de las soluciones, un estudiante de química disolvió 90 g de glucosa (C6H12O6) en 400 g de agua y calentar el conjunto. Sabiendo que Ke en agua = 0.52 ºC / mol, después de algún tiempo, la temperatura de ebullición inicial encontrada por él fue: (Dato: Masa molar de glucosa = 180 g / mol)
a) 99,85 ° C.
b) 100,15 ° C.
c) 100,50 ° C.
d) 100,65 ° C.
Datos proporcionados por el ejercicio:
metro1= 90 g;
metro2 = 400 go 0,4 kg (después de dividir por 1000);
Ke = 0,52;
METRO1 = 180 g / mol;
t =? (temperatura de ebullición inicial o temperatura de ebullición del disolvente en la solución).
Nota: La temperatura de ebullición del agua (t2) es 100 OC.
Como el ejercicio proporcionó las masas y la constante de ebullioscopia, solo use los datos en la siguiente expresión:
t-t2 = Ke.m1
METRO1.metro2
t-100 = 0,52.90
180.0,4
t-100 = 46,8
72
t-100 = 0,65
t = 0,65 + 100
t = 100,65 OC
Segundo ejemplo - (Uece) Cloruro de calcio (CaCl2) tiene una amplia aplicación industrial en sistemas de refrigeración, en la producción de cemento, en la coagulación de la leche para la producción de queso y se utiliza de manera excelente como controlador de humedad. Una solución de cloruro de calcio utilizada para fines industriales tiene una molalidad 2 y un punto de ebullición de 103,016 ° C a una presión de 1 atm. Sabiendo que la constante de ebullioscopia del agua es 0.52 ° C, su grado aparente de disociación iónica es:
a) 80%.
b) 85%.
c) 90%.
d) 95%.
Datos proporcionados por el ejercicio:
- Ke = 0,52;
- W = 2 moles;
- t = 103.016 (temperatura inicial de ebullición o temperatura de ebullición del disolvente en la solución).
Nota: La temperatura de ebullición del agua (t2) es 100 OC.
Como el ejercicio proporcionó datos sobre ebullioscopia, como Ke y molalidad, es evidente que debemos utilizar la siguiente fórmula para la ebullioscopia:
Δte = Ke. W
Sin embargo, como el ejercicio pregunta por el grado de disociación, debemos trabajar la fórmula anterior con el factor de corrección de Van't Hoff (i):
Δte = Ke. Wisconsin
Además, para calcular el grado, deberá reemplazar i con su expresión, que es 1 + α. (Q-1):
t-t2 = 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
Finalmente, simplemente multiplique el valor encontrado por 100 para determinar el porcentaje:
α = 0,95.100
α = 95%
Por mí. Diogo Lopes Dias
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm
