Ebullioscopy คืออะไร?

เธ ebullioscopy, หนึ่งในสี่ คุณสมบัติ colligative, ศึกษาพฤติกรรมจุดเดือดของ ตัวทำละลาย เมื่อได้รับหนึ่ง ตัวละลาย ไม่ระเหย คุณสมบัติคอลลิเคชั่นอื่นๆ ได้แก่ tonoscopy, cryoscopy และ ออสโมสโคป.

หมายเหตุ: ตัวถูกละลายแบบไม่ระเหยคือสารใดๆ ที่มีค่า a จุดเดือด และจุดหลอมเหลวต่ำและสามารถละลายได้ในตัวทำละลายบางชนิด

โดยทั่วไปแล้ว เมื่อมีการเติมตัวถูกละลายที่ไม่ระเหยง่ายลงในตัวทำละลาย จะทำให้ตัวทำละลายระเหยได้ยาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อให้สามารถระเหยตัวทำละลายได้ ที่ ebullioscopyมีการศึกษาการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของตัวทำละลายนี้

ความยากลำบากนี้เกิดจากการที่ตัวถูกละลายในการระเหยของตัวทำละลาย กล่าวคือ การเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของตัวทำละลาย เกี่ยวข้องโดยตรงกับชนิดของตัวถูกละลายในสารละลาย ประเภทของตัวถูกละลายที่เป็นไปได้คือ:

• ตัวทำละลายอิออน: เมื่อเติมลงในน้ำ แตกตัวเป็นไอออน หรือแยกตัวออกโดยเติมสารละลายด้วยไอออน ตัวอย่าง: เกลือ เบส กรด

• ตัวละลายโมเลกุล: เมื่อเติมลงในน้ำแล้วจะไม่แตกตัวเป็นไอออน โดยคงรูปโมเลกุลไว้ ตัวอย่าง: กลูโคส ซูโครส

ยิ่งจำนวนอนุภาคในตัวทำละลายมากเท่าใด. ก็ยิ่งมีความเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น

ebullioscopyนั่นคือยิ่งจุดเดือดของตัวทำละลายสูงขึ้น ดังนั้น ในสารละลายไอออนิก จุดเดือดของน้ำมักจะสูงกว่าจุดเดือดของสารละลายโมเลกุลเสมอ ตราบใดที่ยังมีความเข้มข้นเท่ากัน

สูตรที่ใช้ใน การคำนวณทางสายตา

เพื่อดำเนินการคำนวณของ ebullioscopy, เรามีสูตรดังต่อไปนี้:

• สูตรคำนวณความแปรผันของอุณหภูมิเดือด

Δte = t-t₂

ในสูตรนี้ เราคำนวณความแปรผันของอุณหภูมิการเดือดโดยการลบอุณหภูมิการเดือดของตัวทำละลายที่มีอยู่ในสารละลายออกจากอุณหภูมิการเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์

หมายเหตุ: ตัวย่อ Δte สามารถเรียกได้ว่าการยกระดับจุดเดือดของตัวทำละลาย

• สูตรคำนวนอุณหภูมิเดือดที่เพิ่มขึ้นที่เกี่ยวข้องกับ ศีลธรรม

Δte = เค W

เป็นสูตรที่ใช้ ขึ้นอยู่กับความรู้ของค่าคงที่ ebullioscopy ซึ่งเกี่ยวข้องกับตัวทำละลายที่มีอยู่ในสารละลายและ molality (W) ตัวแปรเหล่านี้แต่ละตัวมีสูตรเฉพาะ

ปัจจัยการแก้ไข Van't Hoff (i) อาจปรากฏในสูตรนี้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เฉพาะในกรณีที่ตัวถูกละลายที่ไม่ระเหยเป็นไอออนิก

Δte = เค วีไอ

หมายเหตุ: เพื่อกำหนด Van't Hoff ปัจจัยแก้ไขเราต้องการระดับของการแตกตัวเป็นไอออนหรือการแยกตัวของตัวถูกละลายและจำนวนอนุภาค (q) ที่แตกตัวเป็นไอออนหรือแยกออกจากตัวถูกละลายเมื่อมีอยู่ในน้ำ

• สูตรคำนวณค่าคงที่น้ำเหลือง (Ke)

เคะ = RT²
1000.Lv

ในสูตรนี้ เรามีค่าคงที่แก๊สทั่วไป (0.082) อุณหภูมิ (ทำงานเป็นเคลวินเสมอ) และความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ

• สูตรคำนวณโมลาลิตี (W)

ว = ม₁
เอ็ม₁.m₂

ในสูตรนี้ มีการใช้มวลของตัวถูกละลาย (m₁ - ทำงานเป็นกรัมเสมอ) ของมวลโมลาร์ของตัวถูกละลาย (M₁) และมวลของตัวทำละลาย (m₂ – ทำงานเป็นกิโลกรัมเสมอ)

หมายเหตุ: จากความรู้เกี่ยวกับสูตรโมลาลิตี ถ้าเราแทนที่ W ที่แสดงอยู่ในสูตรของ Δte ตามสูตรที่เกี่ยวข้อง เราจะได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

Δte = Ke.m₁
เอ็ม₁.m₂

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้สูตรในการคำนวณ ebullioscopy

ตัวอย่างที่ 1 - (Uece) ตามรอยเท้าของนักเคมีชาวฝรั่งเศส François-Marie Raoult (1830-1901) ในการค้นคว้าเกี่ยวกับผลทางอิบูลิโอเมตริกของสารละลาย นักศึกษาวิชาเคมีละลายกลูโคส 90 กรัม (C₆โฮ₁₂โอ₆) ในน้ำ 400 กรัมและทำให้ร้อนทั้งหมด โดยรู้ว่า Ke ในน้ำ = 0.52 ºC/mol หลังจากนั้นครู่หนึ่ง อุณหภูมิจุดเดือดเริ่มต้นที่พบคือ (ข้อมูล: มวลโมเลกุลของกลูโคส = 180 g/mol)

ก) 99.85 องศาเซลเซียส

ข) 100.15 องศาเซลเซียส

ค) 100.50 องศาเซลเซียส

ง) 100.65 องศาเซลเซียส

ข้อมูลที่จัดทำโดยแบบฝึกหัด:

• ม₁= 90 กรัม;

• ม₂ = 400 ก. หรือ 0.4 กก. (หลังจากหารด้วย 1,000)

• เคะ = 0.52;

• เอ็ม₁ = 180 กรัม/โมล;

• ท =? (อุณหภูมิเดือดเริ่มต้นหรืออุณหภูมิเดือดของตัวทำละลายในสารละลาย)

หมายเหตุ: อุณหภูมิเดือดของน้ำ (t₂) คือ 100 ^อู๋ค.

เนื่องจากแบบฝึกหัดนี้ให้มวลและค่าคงที่ของหลอดเลือด ให้ใช้ข้อมูลในสำนวนด้านล่าง

t-t₂ = Ke.m₁
เอ็ม₁.m₂

t-100 = 0,52.90
180.0,4

t-100 = 46,8
72

t-100 = 0.65

เสื้อ = 0.65 + 100

เสื้อ = 100.65 ^อู๋ค

ตัวอย่างที่ 2 - (Uece) แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl₂) มีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางในระบบทำความเย็น ในการผลิตซีเมนต์ ในการจับตัวเป็นก้อนของนมสำหรับการผลิตชีส และใช้เป็นตัวควบคุมความชื้นได้อย่างดีเยี่ยม สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่ใช้สำหรับอุตสาหกรรมมีโมลาลิตี 2 และมีจุดเดือดที่ 103.016 °C ที่ความดัน 1 atm เมื่อรู้ว่าค่าคงที่ของ ebullioscopy ของน้ำคือ 0.52 °C ระดับที่ชัดเจนของการแยกตัวของไอออนิกคือ:

ก) 80%

ข) 85%

ค) 90%

ง) 95%

ข้อมูลที่จัดทำโดยแบบฝึกหัด:

• เคะ = 0.52;
• W = 2 โมล;
• t = 103.016 (อุณหภูมิเดือดเริ่มต้นหรืออุณหภูมิเดือดของตัวทำละลายในสารละลาย)

หมายเหตุ: อุณหภูมิเดือดของน้ำ (t₂) คือ 100 ^อู๋ค.

เนื่องจากแบบฝึกหัดให้ข้อมูลเกี่ยวกับ ebullioscopy เช่น Ke และ molality เป็นที่แน่ชัดว่าเราควรใช้สูตรต่อไปนี้สำหรับ ebullioscopy:

Δte = เค W

อย่างไรก็ตาม เมื่อแบบฝึกหัดถามถึงระดับความแตกแยก เราต้องใช้สูตรข้างต้นกับปัจจัยการแก้ไข Van't Hoff (i):

Δte = เค วีไอ

นอกจากนี้ ในการคำนวณดีกรี คุณจะต้องแทนที่ i ด้วยนิพจน์ ซึ่งก็คือ 1 + α.(q-1):

t-t₂ = เค ว.[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

สุดท้าย เพียงคูณค่าที่พบด้วย 100 เพื่อกำหนดเปอร์เซ็นต์:

α = 0,95.100

α = 95%

By Me. Diogo Lopes Dias

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ebulioscopia.htm