Ανύψωση Σημείου Βρασμού

Ορισμός ανύψωσης του σημείου βρασμού

Όταν προσθέτετε μια διαλυμένη ουσία σε έναν διαλύτη, αυτή αυξάνει το σημείο βρασμού της. Το σημείο βρασμού ενός μείγματος που περιέχει μια μη πτητική διαλυμένη ουσία είναι μεγαλύτερο από αυτό του καθαρού διαλύτη. Ένα διάλυμα χλωριούχου νατρίου (άλας) συν ύδατος, για παράδειγμα, έχει υψηλότερο σημείο βρασμού από το καθαρό νερό.

Η αναλογία διαλυμένης ουσίας προς διαλύτη καθορίζει την ύψωση του σημείου βρασμού , αλλά όχι η ταυτότητα της διαλυμένης ουσίας. Αυτή η πτυχή σημαίνει ότι η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που προστίθεται σε ένα διάλυμα καθορίζει πόσο ψηλά αυξάνεται το σημείο βρασμού του διαλύματος. το σημείο βρασμού αυξάνεται ανάλογα με τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα.

Τι προκαλεί την ανύψωση του σημείου βρασμού;

• Ο βαθμός στον οποίο η πίεση ατμών ενός υγρού ισούται με την πίεση του περιβάλλοντος περιβάλλοντος είναι το σημείο βρασμού.
• Τα μη πτητικά χημικά έχουν πολύ χαμηλές πιέσεις ατμών και δεν εξατμίζονται εύκολα (υποτίθεται ότι είναι μηδέν). Όταν κάποιος συνδυάζει μια μη πτητική διαλυμένη ουσία με έναν καθαρό διαλύτη, η τάση ατμών του προκύπτοντος διαλύματος είναι χαμηλότερη από αυτή του καθαρού διαλύτη. Ως αποτέλεσμα, είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε περισσότερη θερμότητα για να βράσει το διάλυμα.
• Η ανύψωση του σημείου βρασμού είναι όταν το σημείο βρασμού ενός διαλύματος αυξάνεται. Όταν η συγκέντρωση της πρόσθετης διαλυμένης ουσίας αυξάνεται, η τάση ατμών του διαλύματος πέφτει και το σημείο βρασμού αυξάνεται.
• Όταν κάποιος εισάγει μια διαλυμένη ουσία σε έναν διαλύτη, η τάση ατμών πέφτει. Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα των μορίων του διαλύτη που διαλύουν τη διαλυμένη ουσία.
• Εμφανίζεται τόσο σε ηλεκτρολυτικά όσο και σε μη ηλεκτρολυτικά διαλύματα όταν η διαλυμένη ουσία αντικαθιστά μέρος των μορίων του διαλύτη στην επιφάνεια του υγρού. Επειδή υπάρχουν λιγότερα μόρια διαλύτη στην επιφάνεια, λιγότερη θα είναι η εξάτμιση, μειώνοντας την πίεση των ατμών.
• Απαιτείται μεγαλύτερη θερμοκρασία για να εξισωθεί η τάση ατμών με την ατμοσφαιρική πίεση. Επομένως, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη ένα υψηλότερο σημείο βρασμού.

Τύπος ανύψωσης σημείου βρασμού

Για διάλυμα που περιέχει μη πτητική διαλυμένη ουσία:

Το σημείο βρασμού ενός διαλύματος ισούται με το σημείο βρασμού του καθαρού διαλύτη συν την ανύψωση του σημείου βρασμού (Tb). Η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα καθορίζει την αύξηση του σημείου βρασμού (Tb).

Είναι δυνατός ο υπολογισμός της έκτασης της ανύψωσης του σημείου βρασμού. Μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την παρακάτω εξίσωση για να το προσδιορίσει. Λαμβάνουμε την ακόλουθη εξίσωση από την παραγωγή της ανύψωσης σε σημείο βρασμού :

ΔT β =i*K β *m

Πού,

• είμαι ο παράγοντας Van’t Hoff
• Kb είναι η βουλλιοσκοπική σταθερά
• m είναι η μοριακότητα της διαλυμένης ουσίας

Συγκεκριμένα, όταν η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας είναι πραγματικά υψηλή, αυτός ο τύπος γίνεται λιγότερο ακριβής. Επιπλέον, αυτός ο τύπος δεν ισχύει για πτητικούς διαλύτες.

Η βουλλιοσκοπική σταθερά (Kb) αναπαρίσταται συνήθως ως βαθμοί Κελσίου ανά molal ή βαθμοί Κελσίου ανά χιλιόγραμμο mol-1. Κάποιος μπορεί να χρησιμοποιήσει την ύψωση σημείου βρασμού τεχνική για τον υπολογισμό του βαθμού διάστασης της διαλυμένης ουσίας και της μοριακής μάζας της διαλυμένης ουσίας.

Λυμένο παράδειγμα

Σε 200 γραμμάρια βενζολίου, 10 γραμμάρια μη πτητική, μη διαλυμένη ουσία διαλύονται. Το προκύπτον διάλυμα βράζει στους 81,2 βαθμούς Κελσίου. Προσδιορίστε τη μοριακή μάζα της διαλυμένης ουσίας.

Έστω x ο αριθμός των mol της διαλυμένης ουσίας. Για το καθαρό βενζόλιο απαιτείται μια βουλλιοσκοπική σταθερά 2,53 °C/molal και ένα σημείο βρασμού 80,1 °C. Η ακόλουθη σύνδεση μπορεί να συναχθεί από τον τύπο υψομέτρου σημείου βρασμού:

(81,2 oC – 80,1 oC) =(1)*(2,53 oC.kg.mol-1)(x/0,2 kg)

x =(1,1 oC*0,2 kg)/(2,53 oC.kg.mol-1)

x =0,0869 moles

Επειδή 0,0869 mol της διαλυμένης ουσίας έχουν μάζα 10 γραμμάρια, ένα mole της διαλυμένης ουσίας έχει μάζα 10/0,0869 γραμμάρια ή 115,07 γραμμάρια. Ως αποτέλεσμα, η μοριακή μάζα της διαλυμένης ουσίας είναι 115,07 γραμμάρια ανά mole.

Η σχέση ανύψωσης σημείου βρασμού και πίεσης ατμών

Η άνοδος του σημείου βρασμού μπορεί να περιγραφεί από την άποψη της τάσης ατμών.

Η πίεση που ασκείται από έναν ατμό σε θερμοδυναμική ισορροπία με τις συμπυκνωμένες φάσεις του σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία είναι γνωστή ως τάση ατμών. Με απλά λόγια, είναι μια ποσότητα της τάσης των μορίων του διαλύματος να διαφύγουν μπαίνοντας στην αέρια φάση.

Όταν η τάση ατμών ενός υγρού ισούται με την πίεση του αέρα, αυτό βράζει.

K β =RT β 2 M/ΔH v , 

Πού,

R είναι η σταθερά αερίου

Το Tb είναι η θερμοκρασία βρασμού του καθαρού διαλύτη [σε K], 

M είναι η μοριακή μάζα του διαλύτη

ΔHv είναι η θερμότητα της εξάτμισης ανά mole του διαλύτη.

Συμπέρασμα

Το άρθρο έχει μοιραστεί όλα όσα χρειάζεται να μάθει κανείς για την ανύψωση του σημείου βρασμού. Δίνει έναν λεπτομερή ορισμό της ανύψωσης του σημείου βρασμού και του τύπου του. Επιπλέον, το λυμένο παράδειγμα επιτρέπει την εύκολη κατανόηση του θέματος.