THE ebullioscopie, unul dintre cei patru proprietati coligative, studiază comportamentul punctului de fierbere al unui solvent la primirea unuia solut ne volatil. Celelalte proprietăți coligative sunt tonoscopie, crioscopie și osmoscopie.
Notă: Solutul non-volatil este orice substanță care are un nivel ridicat Punct de fierbere și punct de topire scăzut și capabil să se dizolve într-un anumit solvent.
În general vorbind, atunci când un solvent non-volatil este adăugat la un solvent, îngreunează evaporarea solventului. Astfel, este necesară o temperatură mai ridicată pentru a putea evapora solventul. La ebullioscopie, se studiază această creștere a punctului de fierbere al solventului.
Această dificultate cauzată de solutul în evaporarea solventului, adică creșterea punctului de fierbere al solventului, este direct legată de tipul de solut prezent în soluție. Tipurile posibile de solut sunt:
Solut ionic: când este adăugat în apă, ioniza sau disociază, populând soluția cu ioni. Exemple: sare, bază, acid.
solut molecular: atunci când este adăugat în apă, nu ionizează, menținând forma moleculară. Exemple: glucoză, zaharoză.
Cu cât numărul de particule din solvent este mai mare, cu atât este mai intens ebullioscopie, adică cu atât este mai mare punctul de fierbere al solventului. Astfel, în soluțiile ionice, punctul de fierbere al apei tinde să fie întotdeauna mai mare decât punctul de fierbere al soluțiilor moleculare, atâta timp cât acestea sunt în aceeași concentrație.
Formule utilizate în calcule ebullioscopie
Pentru a efectua calculele ebullioscopie, avem următoarele formule:
Formula pentru calcularea variației temperaturii de fierbere
Δte = t-t2
În această formulă, calculăm variația temperaturii de fierbere scăzând temperatura de fierbere a solventului, existentă în soluție, din temperatura de fierbere a solventului pur.
Notă: Acronimul Δte poate fi numit și elevație a punctului de fierbere al solventului.
Formula pentru calcularea creșterii temperaturii de fierbere care implică molalitatea
Δte = Ke. W
Este o formulă care, pentru a fi utilizată, depinde de cunoașterea constantei ebullioscopiei, care este legată de solventul prezent în soluție și de molalitatea (W). Fiecare dintre aceste variabile are o formulă specială.
Factorul de corecție Van't Hoff (i) poate apărea, de asemenea, în această formulă, totuși, numai dacă solutul nevolatil prezent este ionic.
Δte = Ke. W.i
Notă: Pentru a determina Nu este factor de corecție Hoff, avem nevoie de gradul de ionizare sau disociere a substanței dizolvate și de numărul de particule (q) ionizate sau disociate de substanță dizolvată atunci când sunt prezente în apă.
Formula pentru calcularea constantei ebuliscopice (Ke)
Ke = RT2
1000. Niv
În această formulă, avem constanta generală a gazului (0,082), temperatura (întotdeauna lucrat în kelvin) și căldura latentă de vaporizare.
Formula pentru calcularea molalității (W)
W = m1
M1.m2
În această formulă, există utilizarea masei solutului (m1 - întotdeauna lucrat în grame), din masa molară a solutului (M1) și masa solventului (m2 - a lucrat întotdeauna în kilograme).
Notă: Din cunoașterea formulei molalității, dacă înlocuim W, prezent în formula lui Δte, cu formula sa respectivă, vom avea următorul rezultat:
Δte = Ke.m1
M1.m2
Exemplu de aplicare a formulelor în calculul ebullioscopiei
Primul exemplu - (Uece) Urmând urmele chimistului francez François-Marie Raoult (1830-1901), cercetând efectul ebuliometric al soluțiilor, un student la chimie a dizolvat 90 g de glucoză (C6H12O6) în 400 g de apă și a încălzit întregul. Știind că Ke în apă = 0,52 ºC / mol, după ceva timp, temperatura inițială de fierbere găsită de acesta a fost: (Date: Masa molară de glucoză = 180 g / mol)
a) 99,85 ° C.
b) 100,15 ° C.
c) 100,50 ° C.
d) 100,65 ° C.
Date furnizate de exercițiu:
m1= 90 g;
m2 = 400 g sau 0,4 kg (după împărțirea la 1000);
Ke = 0,52;
M1 = 180 g / mol;
t =? (temperatura inițială de fierbere sau temperatura de fierbere a solventului din soluție).
Notă: temperatura de fierbere a apei (t2) este 100 OÇ.
Deoarece exercițiul a furnizat masele și constanta ebullioscopiei, utilizați doar datele din expresia de mai jos:
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
Al 2-lea exemplu - (Uece) Clorură de calciu (CaCl2) are o largă aplicație industrială în sistemele de refrigerare, în producția de ciment, în coagularea laptelui pentru producția de brânză și este excelent utilizat ca regulator de umiditate. O soluție de clorură de calciu utilizată în scopuri industriale are o molalitate 2 și un punct de fierbere de 103,016 ° C sub o presiune de 1 atm. Știind că constanta ebullioscopiei apei este de 0,52 ° C, gradul său aparent de disociere ionică este:
a) 80%.
b) 85%.
c) 90%.
d) 95%.
Date furnizate de exercițiu:
- Ke = 0,52;
- W = 2 moli;
- t = 103,016 (temperatura inițială de fierbere sau temperatura de fierbere a solventului din soluție).
Notă: temperatura de fierbere a apei (t2) este 100 OÇ.
Deoarece exercițiul a furnizat date despre ebullioscopie, cum ar fi Ke și molalitate, este evident că ar trebui să folosim următoarea formulă pentru ebullioscopie:
Δte = Ke. W
Cu toate acestea, pe măsură ce exercițiul solicită gradul de disociere, trebuie să lucrăm formula de mai sus cu factorul de corecție Van't Hoff (i):
Δte = Ke. W.i
De asemenea, pentru a calcula gradul, va trebui să înlocuiți i cu expresia sa, care este 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
În cele din urmă, trebuie doar să multiplicați valoarea găsită cu 100 pentru a determina procentajul:
α = 0,95.100
α = 95%
De mine. Diogo Lopes Dias
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm
