Primer zvišanja vrelišča

Izračunajte temperaturo dviga vrelišča

Temperaturo vrelišča je mogoče zvišati z dodatkom topljenca v vodo. David Murray in Jules Selmes / Getty Images

Ta primer težave prikazuje, kako izračunati zvišanje vrelišča, ki ga povzroči dodajanje soli vodi. Ko vodi dodamo sol, se natrijev klorid loči na natrijeve ione in kloridne ione. Predpostavka zvišanja vrelišča je, da dodani delci zvišajo temperaturo, ki je potrebna za dvig vode do vrelišča. Dodatni delci ovirajo interakcije med molekulami topila (v tem primeru voda).

Problem zvišanja vrelišča

31,65 g natrijevega klorida dodamo k 220,0 ml vode pri 34 °C. Kako bo to vplivalo na vrelišče vode?

Predpostavimo natrijev klorid popolnoma disociira v vodi.

dano :
gostota vode pri 35 °C = 0,994 g/mL
K_bvoda = 0,51 °C kg/mol

rešitev

Če želite ugotoviti višino spremembe temperature topila zaradi topljenca, uporabite enačbo:
ΔT = iK_bm
kje:
ΔT = sprememba temperature v °C
i = van't Hoffov faktor
K_b = molal povišanje vrelišča konstanta v °C kg/mol
m = molalnost topljene snovi v molih topljene snovi/kg topila

Korak 1. Izračunajte molalnost NaCl

molalnost (m) NaCl = molov NaCl/kg vode

Iz periodni sistem :

atomska masa To = 22,99
atomska masa Cl = 35,45
molov NaCl = 31,65 g x 1 mol/(22,99 + 35,45)
molov NaCl = 31,65 g x 1 mol/58,44 g
molov NaCl = 0,542 mol
kg vode = gostota x prostornina
kg vode = 0,994 g/mL x 220 ml x 1 kg/1000 g
kg vode = 0,219 kg
m_NaCl= molov NaCl/kg vode
m_NaCl= 0,542 mol/0,219 kg
m_NaCl= 2,477 mol/kg

2. korak. Določite Van 't Hoffov faktor

Van't Hoffov faktor, 'i', je konstanta, povezana s količino disociacije topljenca v topilu. Za snovi, ki v vodi ne disociirajo, kot je sladkor, je i = 1. Za topljence, ki popolnoma disociirajo v dva iona , i = 2. V tem primeru NaCl popolnoma disociira na dva iona, Na⁺in Cl^-. Zato je tukaj i = 2.

Korak 3. Poiščite ΔT

ΔT = iK_bm
ΔT = 2 x 0,51 °C kg/mol x 2,477 mol/kg
ΔT = 2,53 °C

Odgovori

Če 220,0 ml vode dodate 31,65 g NaCl, se bo vrelišče dvignilo za 2,53 °C.

Zvišanje vrelišča je koligativna lastnost snovi. To pomeni, da je odvisno od števila delcev v raztopini in ne od njihove kemijske identitete. Druga pomembna koligativna lastnost je zmrzišče depresija.