Ποια είναι η πειραματικά προσδιορισμένη συγκέντρωση σωματιδίων για μια ιοντική ιοντική ουσία 2,25 μοριακών διαλύματος στο νερό εάν το σημείο βρασμού 100.3 oC;
Κατανόηση των εννοιών
* Molality (m): Η μολικότητα είναι ο αριθμός των γραμμομορίων διαλυμένης ουσίας ανά χιλιόγραμμο διαλύτη. Ένα διάλυμα 2,25 μοριακού διαλύματος σημαίνει ότι υπάρχουν 2,25 γραμμομονείς διαλυμένης ουσίας που διαλύονται σε 1 kg νερού.
* Ανύψωση σημείου βρασμού: Το σημείο βρασμού ενός διαλύματος είναι υψηλότερο από το σημείο βρασμού του καθαρού διαλύτη. Αυτή η ανύψωση είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση μοριακού διαλυμένου ουσία.
* παράγοντας van't hoff (i): Αυτός ο παράγοντας αντιπροσωπεύει τον αριθμό των σωματιδίων που διαχωρίζεται μια διαλυμένη ουσία σε όταν διαλύεται σε έναν διαλύτη. Για παράδειγμα, το NaCl διαχωρίζεται σε δύο ιόντα (Na+ και Cl-) στο νερό, οπότε ο παράγοντας Van't Hoff (I) είναι 2.
Formula
Η ανύψωση του σημείου βρασμού (ΔTB) υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Δtb =i * kb * m
Οπου:
* ΔTB =Ανύψωση σημείου βρασμού (° C)
* i =παράγοντας van't hoff
* Kb =σταθερά ανύψωσης σημείου βρασμού Molal για τον διαλύτη (νερό =0,512 ° C/m)
* m =μολικότητα του διαλύματος (mol/kg)
Επίλυση του προβλήματος
1. Υπολογίστε την ανύψωση του σημείου βρασμού:
Δtb =100,3 ° C - 100,0 ° C =0,3 ° C
2.
i =Δtb / (kb * m)
3. Συνδέστε τις τιμές:
i =0,3 ° C / (0,512 ° C / m * 2,25 m) ≈ 0,26
4. Ερμηνεύστε το αποτέλεσμα: Ο παράγοντας Van't Hoff (I) είναι περίπου 0,26. Αυτό σημαίνει ότι η ιοντική ουσία στο διάλυμα δεν διαχωρίζεται πλήρως σε ιόντα.
Σημαντική σημείωση: Ο υπολογιζόμενος παράγοντας Van't Hoff είναι σημαντικά χαμηλότερος από τον αναμενόμενο για μια τυπική ιοντική ουσία. Αυτό υποδηλώνει ότι η ουσία μπορεί να μην διαχωρίζεται εντελώς στη λύση, ίσως λόγω παραγόντων όπως:
* Ζεύγος ιόντων: Τα ιόντα μπορεί να συσχετίζονται μεταξύ τους σε κάποιο βαθμό, μειώνοντας τον αριθμό των ελεύθερων σωματιδίων σε διάλυμα.
* Διαμοριακές αλληλεπιδράσεις: Τα μόρια της διαλυμένης ουσίας μπορεί να αλληλεπιδρούν έντονα με μόρια νερού, παρεμποδίζοντας την πλήρη διάσταση.
Συμπέρασμα:
Ενώ μπορούμε να υπολογίσουμε την ανύψωση του σημείου βρασμού και τον παράγοντα Van't Hoff, τα πειραματικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι η ιοντική ουσία στο διάλυμα δεν διαχωρίζεται πλήρως. Θα χρειαζόταν περαιτέρω διερεύνηση για τον προσδιορισμό της ακριβούς φύσης των αλληλεπιδράσεων και της πραγματικής συγκέντρωσης των σωματιδίων στο διάλυμα.
