Pourquoi ajouter du sel à l'eau augmente le point d'ébullition

Si vous ajoutez du sel à l'eau, vous augmentez le point d'ébullition de l'eau ou la température à laquelle elle va bouillir. La température nécessaire à l'ébullition augmentera d'environ 0,5 degré Celsius pour 58 grammes de sel dissous par kilogramme d'eau. Ceci est un exemple d'élévation du point d'ébullition, et ce n'est pas exclusif à l'eau: cela se produit chaque fois que vous ajoutez un soluté non volatil tel que le sel à un solvant tel que l'eau.

L'eau bout lorsque les molécules sont capables de surmonter la pression de vapeur de l'air environnant pour passer de la phase liquide à la phase gazeuse. Lorsque vous ajoutez un soluté qui augmente la quantité d'énergie (chaleur) nécessaire à l'eau pour effectuer la transition, quelques processus se produisent.

Comment ça marche?

Lorsque vous ajoutez du sel à l'eau, le chlorure de sodium se dissocie en ions sodium et chlore et ces particules chargées modifient les forces intermoléculaires entre les molécules d'eau.

En plus d'affecter la liaison hydrogène entre les molécules d'eau, il y a une interaction ion-dipôle à considérer: chaque molécule d'eau est un dipôle, ce qui signifie qu'un côté (le côté oxygène) est plus négatif et l'autre côté (le côté hydrogène) est plus positif. Les ions sodium chargés positivement s'alignent avec le côté oxygène d'une molécule d'eau, tandis que les ions chlore chargés négativement s'alignent avec le côté hydrogène d'une molécule d'eau. L'interaction ion-dipôle est plus forte que la liaison hydrogène entre les molécules d'eau, donc plus d'énergie est nécessaire pour éloigner l'eau des ions et entrer dans la phase vapeur.

Même sans soluté chargé, l'ajout de particules à l'eau élève le point d'ébullition car une partie de la pression que la solution exerce sur l'atmosphère provient désormais des particules de soluté, et pas seulement des molécules de solvant (eau). Les molécules d'eau ont besoin de plus d'énergie pour produire suffisamment de pression pour s'échapper de la frontière du liquide. Plus de sel (ou de soluté) est ajouté à l'eau, plus vous augmentez le point d'ébullition. Le phénomène dépend du nombre de particules formées dans la solution. La dépression du point de congélation est une autre propriété colligative qui fonctionne de la même manière: si vous ajoutez du sel à l'eau, vous abaissez son point de congélation et augmentez son point d'ébullition.

Le point d'ébullition de NaCl

Lorsque vous dissolvez du sel dans l'eau, il se transforme en ions sodium et chlorure. Si vous faites bouillir toute l'eau, les ions se recombineront pour former du sel solide. Cependant, il n'y a aucun danger de faire bouillir le NaCl: le point d'ébullition du chlorure de sodium est de 2575 degrés Fahrenheit ou 1413 degrés Celcius. Le sel, comme les autres solides ioniques, a un point d'ébullition extrêmement élevé.