ebullioskopija, viens no četriem koligatīvās īpašības, pēta a šķīdinātājs saņemot tādu izšķīdis nepastāvīgs. Pārējās koligatīvās īpašības ir tonoskopija, krioskopija un osmoskopija.
Piezīme: Negaistoša izšķīdusi viela ir jebkura viela, kuras saturs ir augsts vārīšanās punkts un zema kušanas temperatūra un spēj izšķīst noteiktā šķīdinātājā.
Vispārīgi runājot, ja šķīdinātājam pievieno negaistošu izšķīdušo vielu, tas apgrūtina šķīdinātāja iztvaikošanu. Tādējādi, lai varētu iztvaicēt šķīdinātāju, nepieciešama augstāka temperatūra. Plkst ebullioskopija, tiek pētīta šī šķīdinātāja viršanas temperatūras paaugstināšanās.
Šīs grūtības, ko rada izšķīdušā viela, iztvaicējot šķīdinātāju, tas ir, šķīdinātāja viršanas temperatūras paaugstināšanās, ir tieši saistītas ar šķīdumā esošās izšķīdušās vielas veidu. Iespējamie izšķīdušās vielas veidi ir:
Joniskā izšķīdinātā viela: pievienojot ūdenim, jonizēt vai disociē, apdzīvojot šķīdumu ar joniem. Piemēri: sāls, bāze, skābe.
molekulārā izšķīdinātā viela: pievienojot ūdenim, tas nejonizējas, saglabājot molekulāro formu. Piemēri: glikoze, saharoze.
Jo lielāks daļiņu skaits šķīdinātājā, jo intensīvāks ir ebullioskopija, tas ir, jo augstāka ir šķīdinātāja viršanas temperatūra. Tādējādi jonu šķīdumos ūdens viršanas temperatūra mēdz būt vienmēr augstāka par molekulāro šķīdumu viršanas temperatūru, ja vien tie ir vienādā koncentrācijā.
Gadā izmantotās formulas ebulioskopijas aprēķini
Lai veiktu aprēķinus ebullioskopija, mums ir šādas formulas:
Formula viršanas temperatūras izmaiņu aprēķināšanai
Δte = t-t2
Šajā formulā mēs aprēķinām viršanas temperatūras svārstības, no tīra šķīdinātāja viršanas temperatūras atņemot šķīdumā esošā šķīdinātāja viršanas temperatūru.
Piezīme: Akronīmu Δte var saukt arī par šķīdinātāja viršanas temperatūras paaugstināšanos.
Formula viršanas temperatūras paaugstināšanās aprēķināšanai, izmantojot molalitāte
Δte = Ke. W
Tā ir formula, kas jāizmanto atkarībā no zināšanām par ebulioskopijas konstanti, kas ir saistīta ar šķīdumā esošo šķīdinātāju, un molalitāti (W). Katram no šiem mainīgajiem ir noteikta formula.
Van't Hoff korekcijas koeficients (i) var parādīties arī šajā formulā, tikai tad, ja negaistošā izšķīdinātā viela ir jonu.
Δte = Ke. W.i
Piezīme. Lai noteiktu Van'ta Hofa korekcijas koeficients, mums ir nepieciešama izšķīdušās vielas jonizācijas vai disociācijas pakāpe un izšķīdušās vielas jonizēto vai disociēto daļiņu skaits, ja tās atrodas ūdenī.
Formula ebuliskopiskās konstantes (Ke) aprēķināšanai
Ke = RT2
1000.Lv
Šajā formulā mums ir vispārējā gāzes konstante (0,082), temperatūra (vienmēr strādāja kelvinos) un latentais iztvaikošanas siltums.
Formula molalitātes (W) aprēķināšanai
W = m1
M1.m2
Šajā formulā tiek izmantota izšķīdušās vielas masa (m1 - vienmēr strādāja gramos) no izšķīdušās vielas molārās masas (M1) un šķīdinātāja masa (m2 - vienmēr strādāja kilogramos).
Piezīme. Balstoties uz zināšanām par molalitātes formulu, ja mēs aizstājam Δte formulā esošo W ar tā attiecīgo formulu, mums būs šāds rezultāts:
Δte = Ke1
M1.m2
Formulu izmantošanas piemērs ebulioskopijas aprēķināšanā
1. piemērs - (Uece) Sekojot franču ķīmiķa Fransuā-Marijas Raula (1830–1901) pēdām, pētot šķīdumu ebuliometrisko efektu, ķīmijas students izšķīdināja 90 g glikozes (C6H12O6) 400 g ūdens un visu sasilda. Zinot, ka Ke ūdenī pēc 0,52 ° C / mol pēc kāda laika, viņa noteiktā sākotnējā vārīšanās temperatūra bija šāda: (Dati: glikozes molārā masa = 180 g / mol)
a) 99,85 ° C.
b) 100,15 ° C.
c) 100,50 ° C.
d) 100,65 ° C.
Vingrinājuma sniegtie dati:
m1= 90 g;
m2 = 400 g vai 0,4 kg (pēc dalīšanas ar 1000);
Ke = 0,52;
M1 = 180 g / mol;
t =? (šķīdinātāja sākotnējā vārīšanās temperatūra vai vārīšanās temperatūra šķīdumā).
Piezīme: ūdens viršanas temperatūra (t2) ir 100 OÇ.
Tā kā vingrinājums nodrošināja masas un ebulioskopijas konstanti, vienkārši izmantojiet datus zemāk esošajā izteiksmē:
t-t2 = Ke1
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. piemērs - (Uece) Kalcija hlorīds (CaCl2) ir plaši izmantots rūpnieciski saldēšanas sistēmās, cementa ražošanā, piena koagulācijā siera ražošanai, un to lieliski izmanto kā mitruma regulatoru. Rūpnieciskiem mērķiem izmantojamā kalcija hlorīda šķīduma molitāte 2 un viršanas temperatūra ir 103,016 ° C zem 1 atm spiediena. Zinot, ka ūdens ebulioskopijas konstante ir 0,52 ° C, tā šķietamā jonu disociācijas pakāpe ir:
a) 80%.
b) 85%.
c) 90%.
d) 95%.
Vingrinājuma sniegtie dati:
- Ke = 0,52;
- W = 2 moli;
- t = 103,016 (sākotnējā vārīšanās temperatūra vai šķīdinātāja vārīšanās temperatūra šķīdumā).
Piezīme: ūdens viršanas temperatūra (t2) ir 100 OÇ.
Tā kā vingrinājums sniedza datus par ebulioskopiju, piemēram, Ke un molalitāti, ir skaidrs, ka mums ebullioskopijai jāizmanto šāda formula:
Δte = Ke. W
Tomēr, tā kā vingrinājums prasa disociācijas pakāpi, mums jāstrādā iepriekš minētā formula ar Van't Hoff korekcijas koeficientu (i):
Δte = Ke. W.i
Turklāt, lai aprēķinātu pakāpi, jums jāaizstāj i ar tā izteiksmi, kas ir 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
Visbeidzot, vienkārši reiziniet atrasto vērtību ar 100, lai noteiktu procentuālo daudzumu:
α = 0,95.100
α = 95%
Autors: Diogo Lopes Dias
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm
