Problème d'élévation du point d'ébullition
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Cet exemple de problème montre comment calculer l'élévation du point d'ébullition causée par l'ajout de sel à l'eau. Lorsque du sel est ajouté à l'eau, le chlorure de sodium se sépare en ions sodium et ions chlorure. Le principe de l'élévation du point d'ébullition est que les particules ajoutées augmentent la température nécessaire pour amener l'eau à son point d'ébullition. Les particules supplémentaires interfèrent avec les interactions entre les molécules de solvant (l'eau, dans ce cas).
Problème d'élévation du point d'ébullition
31,65 g de chlorure de sodium sont ajoutés à 220,0 ml d'eau à 34 ° C. Comment cela affectera-t-il le point d'ébullition de l'eau?
Supposons que le chlorure de sodium se dissocie complètement dans l'eau.
Donné:
densité de l'eau à 35 ° C = 0,994 g / ml
Kb eau = 0,51 ° C kg / mol
Solution
Pour trouver l'élévation du changement de température d'un solvant par un soluté, utilisez l'équation:
ΔT = iKbm
où:
ΔT = Variation de température en ° C
i = facteur van't Hoff
Kb = constante d'élévation du point d'ébullition molaire en ° C kg / mol
m = molalité du soluté en mol de soluté / kg de solvant
Étape 1. Calculez la molalité du NaCl
molalité (m) de NaCl = moles de NaCl / kg d'eau
Du tableau périodique:
masse atomique Na = 22,99
masse atomique Cl = 35,45
moles de NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moles de NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moles de NaCl = 0,542 mole
kg d'eau = densité x volume
kg d'eau = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg d'eau = 0,219 kg
mNaCl = moles de NaCl / kg d'eau
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,477 mol / kg
Étape 2. Déterminer le facteur Van 't Hoff
Le facteur van't Hoff, «i», est une constante associée à la quantité de dissociation du soluté dans le solvant. Pour les substances qui ne se dissocient pas dans l'eau, comme le sucre, i = 1. Pour les solutés qui se dissocient complètement en deux ions, i = 2. Pour cet exemple, NaCl se dissocie complètement en deux ions, Na+ et Cl-. Par conséquent, ici, i = 2.
Étape 3. Trouvez ΔT
ΔT = iKbm
ΔT = 2 x 0,51 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 2,53 ° C
Répondre
L'ajout de 31,65 g de NaCl à 220,0 ml d'eau augmentera le point d'ébullition de 2,53 ° C.
L'élévation du point d'ébullition est une propriété colligative de la matière. Autrement dit, cela dépend du nombre de particules dans une solution et non de leur identité chimique. Une autre propriété colligative importante est la dépression du point de congélation.
