Vārīšanās temperatūras paaugstinājuma piemēra problēma

Aprēķiniet viršanas punkta paaugstinājuma temperatūru

Viršanas punkta temperatūru var paaugstināt, pievienojot ūdenim izšķīdušo vielu. Deivids Marejs un Džūls Selms / Getty Images

Šajā problēmas piemērā ir parādīts, kā aprēķināt viršanas punkta paaugstināšanos, ko izraisa sāls pievienošana ūdenim. Kad ūdenim pievieno sāli, nātrija hlorīds sadalās nātrija jonos un hlorīda jonos. Viršanas punkta paaugstināšanas priekšnoteikums ir tāds, ka pievienotās daļiņas paaugstina temperatūru, kas nepieciešama, lai ūdens sasniegtu viršanas temperatūru. Papildu daļiņas traucē mijiedarbību starp šķīdinātāja molekulām (šajā gadījumā ūdens).

Vārīšanās punkta paaugstināšanas problēma

31,65 g nātrija hlorīda pievieno 220,0 ml ūdens 34 °C temperatūrā. Kā tas ietekmēs ūdens viršanas temperatūru?

Pieņemsim nātrija hlorīds pilnībā disonē ūdenī.

Ņemot vērā :
ūdens blīvums 35 °C temperatūrā = 0,994 g/mL
K_būdens = 0,51 °C kg/mol

Risinājums

Lai atrastu šķīdinātāja temperatūras izmaiņu paaugstināšanos pēc izšķīdušās vielas, izmantojiet vienādojumu:
ΔT = iK_bm
kur:
ΔT = temperatūras izmaiņas °C
i = van't Hoff faktors
K_b = molāls viršanas temperatūras paaugstināšanās konstante °C kg/mol
m = izšķīdušās vielas molalitāte izšķīdušās vielas molos/kg šķīdinātāja

1. solis. Aprēķiniet NaCl molalitāti

NaCl molalitāte (m) = NaCl moli/kg ūdens

No periodiskā tabula :

atomu masa Tas = 22,99
atommasa Cl = 35,45
moli NaCl = 31,65 g x 1 mol/(22,99 + 35,45)
moli NaCl = 31,65 g x 1 mol/58,44 g
moli NaCl = 0,542 mol
kg ūdens = blīvums x tilpums
kg ūdens = 0,994 g/ml x 220 ml x 1 kg/1000 g
kg ūdens = 0,219 kg
m_NaCl= moli NaCl/kg ūdens
m_NaCl= 0,542 mol/0,219 kg
m_NaCl= 2,477 mol/kg

2. solis. Nosakiet Van 't Hoff koeficientu

Van't Hoff faktors “i” ir konstante, kas saistīta ar izšķīdušās vielas disociācijas daudzumu šķīdinātājā. Vielām, kas ūdenī nedisociējas, piemēram, cukuram, i = 1. Izšķīdušām vielām, kas pilnībā disociējas divos jonos , i = 2. Šajā piemērā NaCl pilnībā sadalās divos jonos Na⁺un Cl^-. Tāpēc šeit i = 2.

3. darbība. Atrodiet ΔT

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

Atbilde

Pievienojot 31,65 g NaCl 220,0 ml ūdens, viršanas temperatūra paaugstinās par 2,53 °C.

Vārīšanās temperatūras paaugstināšanās ir matērijas koligatīvā īpašība. Tas ir, tas ir atkarīgs no daļiņu skaita šķīdumā, nevis no to ķīmiskās identitātes. Vēl viena svarīga koligatīvā īpašība ir sasalšanas punkts depresija.