Повышение температуры кипения растворов

Нелетучих веществ

Каждая жидкость при нагревании до определенной температуры начинает кипеть. Кипение – это процесс парообразования во всем объеме жидкости; в отличие от испарения, при котором парообразование идет только от поверхности. Испарение идет при любых температурах, кипение же происходит только при той температуре, при которой давление насыщенного пара, образующегося в жидкости, достигает величины внешнего давления. Это относится как к чистым жидкостям, так и к растворам. Однако между понятиями «температура кипения чистого жидкого вещества» ( ) и «температура кипения раствора» ( ) существует разница. Чистое жидкое вещество (жидкость), сколько бы ни кипела, состава не изменяет и кипит при постоянной температуре. При кипении же раствора состав раствора изменяется, что влечет за собой изменение его температуры кипения.

Температура кипения раствора нелетучего вещества всегда выше температуры кипения чистого растворителя, и тем выше, чем выше концентрация нелетучего растворенного вещества:

. (4.21)

Для идеальных и предельно разбавленных растворов неэлектролитов между концентрацией раствора и повышением температуры его кипения существует связь:

, (4.22)

где – повышение температуры кипения (разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя ); Е – эбуллиоскопическая постоянная; m – концентрация раствора, выраженная через моляльность.

Эбуллиоскопическая постоянная называется также молярным повышением температуры кипения и показывает, насколько повышается температура кипения в результате растворения одного моль нелетучего растворенного вещества в 1000 г растворителя. Эбуллиоскопическая постоянная зависит только от свойств растворителя и не зависит от свойств растворенного вещества:

, (4.23)

где R – универсальная газовая постоянная; – температура кипения чистого растворителя; M₁ – молярная масса чистого растворителя; – теплота кипения чистого растворителя.

Каждый растворитель имеет свою эбуллиоскопическую постоянную.

Таблица 4.1

Эбуллиоскопические постоянные некоторых жидкостей

Жидкость	Е
Вода Метиловый спирт Этиловый спирт Ацетон Бензол Хлороформ	0, 52 0, 84 1, 2 1, 48 2, 64 3, 76

 

Уравнения (4.22 и 4.23) позволяют рассчитать молярную массу растворенного вещества:

, (4.24)

где М₂ – молярная масса растворенного вещества; Е – эбуллиоскопическая постоянная; g₁ – масса растворителя; g₂ – масса растворенного вещества, – повышение температуры кипения растворителя над раствором.

 

Пример 4.6. При растворении 0, 6 г некоторого вещества неэлектролита в 25 г воды температура кипения раствора повышается на 0, 204°С. При растворении 0, 3 г этого же вещества в 20 г бензола температура кипения раствора повышается на 0, 668°С. Рассчитайте эбуллиоскопическую постоянную бензола, если эбуллиоскопическая постоянная воды равна 0, 512.

Решение:

1. Определяем молярную массу растворенного вещества в водном растворе:

.

2. Рассчитаем эбуллиоскопическую постоянную бензола:

.

 

Понижение температуры замерзания растворов нелетучих веществ

Температура замерзания раствора ( ), содержащего нелетучее растворенное вещество, всегда ниже температуры замерзания чистого растворителя ( ):

. (4.25)

Понижение температуры замерзания идеальных и предельно разбавленных растворов неэлектролитов пропорционально их концентрации:

, (4.26)

где – понижение температуры замерзания (разность между температурами замерзания чистого растворителя и раствора ); К – криоскопическая постоянная; m – концентрация раствора, выраженная через моляльность.

Криоскопическая постоянная называется также молярным понижением температуры замерзания и показывает, насколько понижается температура замерзания в результате растворения одного моль нелетучего растворенного вещества в 1000 г растворителя. Криоскопическая постоянная зависит только от свойств растворителя и не зависит от свойств растворенного вещества:

, (4.27)

где R – универсальная газовая постоянная; – температура замерзания чистого растворителя; M₁ – молярная масса чистого растворителя; – теплота плавления чистого растворителя.

Каждый растворитель имеет свою криоскопическую постоянную.

 

 

Таблица 4.2

Криоскопические постоянные некоторых жидкостей

Жидкость	К
Вода Бензол Уксусная кислота Фенол Нафталин	1, 86 5, 12 3, 81 6, 81 7, 14

 

Уравнения (4.26 и 4.27) позволяют определить молярную массу растворенного вещества:

, (4.28)

где М₂ – молярная масса растворенного вещества; К – криоскопическая постоянная; g₁ – масса растворителя; g₂ – масса растворенного вещества, – понижение температуры замерзания.

 

Пример 4.7. Техническая уксусная кислота замерзает при 16, 4°С. Температура замерзания чистой уксусной кислоты 16, 7°С, ее криоскопическая постоянная равна 3, 9. Определите моляльную концентрацию примесей в технической уксусной кислоте.

Решение:

 

Предыдущая9101112131415161718192021222324Следующая

Поделиться:

Популярное:

1. Аттестация, повышение квалификации руководителей, специалистов и рабочих
2. Влияние на организм повышенной температуры воздуха. Профилактика перегревания
3. Влияние температуры на теплоемкость
4. Выбор типа и параметров буровых растворов
5. Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов
6. Диамагнетики и парамагнетики. Природа диамагнетизма. Зависимость парамагнитной восприимчивости от температуры. Закон Кюри.
7. Долговременное повышение общего уровня цен на товары и услуги
8. Зависимость давления и плотности насыщенного пара от температуры.
9. Зависимость константы равновесия от температуры
10. Зависимость сопротивления проводника от температуры.
11. Зависимость теплового эффекта от температуры.
12. Задачи на законы разбавленных растворов неэлектролитов (законы Вант-Гоффа и Рауля)