DE ebullioskopi, en av de fire kolligative egenskaper, studerer oppførselen til kokepunktet til a løsemiddel når du mottar en løsemiddel ikke-flyktig. De andre kolligative egenskapene er tonoskopi, kryoskopi og osmoskopi.
Merk: Ikke-flyktig løsemiddel er ethvert stoff som har en høy kokepunkt og lavt smeltepunkt og i stand til å oppløses i et bestemt løsningsmiddel.
Generelt sett, når en ikke-flyktig løsemiddel tilsettes et løsningsmiddel, gjør det det vanskelig for løsningsmidlet å fordampe. Dermed er en høyere temperatur nødvendig for å være i stand til å fordampe løsningsmidlet. På ebullioskopi, blir denne økningen i oppløsningsmidlets kokepunkt studert.
Denne vanskeligheten forårsaket av løsemidlet i fordampningen av løsningsmidlet, det vil si økningen i løsemidlets kokepunkt, er direkte relatert til den type løsemiddel som er tilstede i løsningen. Mulige typer løsemiddel er:
Jonisk løsemiddel: når det tilsettes vann, ionisere eller dissosierer, og fyller løsningen med ioner. Eksempler: salt, base, syre.
molekylær løsemiddel: når det tilsettes vann, ioniserer det ikke, og opprettholder den molekylære formen. Eksempler: glukose, sukrose.
Jo større antall partikler i løsningsmidlet, jo mer intens blir ebullioskopijo høyere kokepunkt for løsningsmidlet. Således har kokepunktet for vann i ioniske løsninger en tendens til alltid å være høyere enn kokepunktet for molekylære løsninger, så lenge de er i samme konsentrasjon.
Formler brukt i ebullioskopi-beregninger
For å utføre beregningene av ebullioskopi, har vi følgende formler:
Formel for beregning av koketemperaturvariasjon
Δte = t-t2
I denne formelen beregner vi variasjonen i koketemperaturen ved å trekke koketemperaturen til løsningsmidlet, som finnes i løsningen, fra koketemperaturen til det rene løsningsmidlet.
Merk: Forkortelsen Δte kan også kalles høyde med kokepunkt for løsemiddel.
Formel for beregning av koketemperaturstigningen som involverer molalitet
Δte = Ke. W
Det er en formel som, for å brukes, avhenger av kunnskapen om ebullioskopikonstanten, som er relatert til løsningsmidlet som er tilstede i løsningen, og molaliteten (W). Hver av disse variablene har en bestemt formel.
Van't Hoff-korreksjonsfaktoren (i) kan også vises i denne formelen, men bare hvis den ikke-flyktige oppløste løsningen er ionisk.
Δte = Ke. W.i
Merk: For å bestemme Van't Hoff-korreksjonsfaktor, trenger vi graden av ionisering eller dissosiasjon av det oppløste stoffet og antall partikler (q) ionisert eller dissosiert av det oppløste stoffet når det er tilstede i vann.
Formel for beregning av ebullioskopkonstanten (Ke)
Ke = RT2
1000.Lv
I denne formelen har vi den generelle gasskonstanten (0,082), temperaturen (alltid arbeidet i kelvin) og den latente fordampningsvarmen.
Formel for beregning av molalitet (W)
W = m1
M1.m2
I denne formelen er det bruken av massen av det oppløste stoffet (m1 - arbeidet alltid i gram), av den molære massen av løsemidlet (M1) og løsningsmidlets masse (m2 - jobbet alltid i kilo).
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Merk: Fra kunnskapen om molalitetsformelen, hvis vi erstatter W, som er til stede i Ates formel, med dens respektive formel, vil vi ha følgende resultat:
Δte = Ke.m1
M1.m2
Eksempel på anvendelse av formler i beregningen av ebullioskopi
1. eksempel - (Uece) I fotsporene til den franske kjemikeren François-Marie Raoult (1830-1901), som undersøkte den ebuliometriske effekten av løsninger, oppløste en kjemistudent 90 g glukose (C6H12O6) i 400 g vann og oppvarmet det hele. Å vite at Ke i vann = 0,52 ºC / mol, etter en tid, var den opprinnelige koketemperaturen som ble funnet av ham: (Data: Molarmasse glukose = 180 g / mol)
a) 99,85 ° C.
b) 100,15 ° C.
c) 100,50 ° C.
d) 100,65 ° C.
Data gitt av øvelsen:
m1= 90 g;
m2 = 400 g eller 0,4 kg (etter deling med 1000);
Ke = 0,52;
M1 = 180 g / mol;
t =? (startkoketemperatur eller koketemperatur for løsningsmidlet i løsningen).
Merk: Vannens koketemperatur (t2) er 100 OÇ.
Da øvelsen ga massene og ebullioskopikonstanten, er det bare å bruke dataene i uttrykket nedenfor:
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) Kalsiumklorid (CaCl2) har bred industriell anvendelse i kjølesystemer, i sementproduksjon, i koagulering av melk for osteproduksjon, og brukes utmerket som fuktighetsregulator. En kalsiumkloridløsning som brukes til industrielle formål, har en molalitet 2 og et kokepunkt på 103,016 ° C under et trykk på 1 atm. Å vite at ebullioskopikonstanten til vann er 0,52 ° C, er den tilsynelatende graden av ionisk dissosiasjon:
a) 80%.
b) 85%.
c) 90%.
d) 95%.
Data gitt av øvelsen:
- Ke = 0,52;
- W = 2 mol;
- t = 103,016 (startkoketemperatur eller koketemperatur for løsningsmidlet i løsningen).
Merk: Vannens koketemperatur (t2) er 100 OÇ.
Ettersom øvelsen ga data om ebullioskopi, som Ke og molalitet, er det tydelig at vi bør bruke følgende formel for ebullioskopi:
Δte = Ke. W
Når øvelsen ber om graden av dissosiasjon, må vi imidlertid jobbe formelen ovenfor med Van't Hoff-korreksjonsfaktoren (i):
Δte = Ke. W.i
For å beregne graden må du også erstatte i med uttrykket, 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
Til slutt er det bare å multiplisere verdien som er funnet med 100 for å bestemme prosentandelen:
α = 0,95.100
α = 95%
Av meg. Diogo Lopes Dias
