Ανύψωση σε σημείο 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. Η αναλογία διαλυμένης ουσίας προς διαλύτη καθορίζει την ανύψωση ενός σημείου βρασμού αλλά όχι την ταυτότητα της διαλυμένης ουσίας. Έτσι, η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που προστίθεται σε ένα διάλυμα καθορίζει πόσο ψηλά αυξάνεται το σημείο βρασμού του διαλύματος. Με άλλα λόγια, το σημείο βρασμού αυξάνεται ανάλογα με τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα.

Τύποι συλλογικών ιδιοτήτων

• Οσμωτική πίεση
• Σχετική μείωση της τάσης ατμών
• Αύξηση στο σημείο βρασμού
• Κατάθλιψη στο σημείο πήξης.

Υψόμετρο σε σημείο βρασμού

Η τάση ατμών αυξάνεται όταν ένα υγρό θερμαίνεται και το υγρό βράζει όταν ισούται με την ατμοσφαιρική πίεση.

Έτσι, πρέπει να αυξήσουμε τη θερμοκρασία του διαλύματος για να κάνουμε την ατμοσφαιρική πίεση ανάλογη με την τάση ατμών. Η έννοια της ανύψωσης στο σημείο βρασμού νοείται ως η διαφορά μεταξύ του σημείου βρασμού του καθαρού διαλύτη και του σημείου βρασμού του διαλύματος.

Λοιπόν, ας υποθέσουμε ότι το Tb είναι το σημείο βρασμού του διαλύτη και το T είναι το σημείο βρασμού του διαλύματος. Έτσι, η διαφορά στα σημεία βρασμού (ΔT) είναι γνωστή ως η ανύψωση στο σημείο βρασμού.

Τι προκαλεί την ανύψωση του σημείου βρασμού;

• 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 για την ανύψωση σε σημείο βρασμού 

Η ανύψωση στο σημείο βρασμού ενός διαλύματος αντιπροσωπεύεται από (ΔTb). Υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:

ΔTb =i*Kb*m

Πού,

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

Το Kb εκφράζεται συχνά σε oC/molal ή oC.kg.mol-1.

Αυτός ο τύπος δεν ισχύει για πτητικούς διαλύτες και γίνεται λιγότερο ακριβής όταν η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας είναι πολύ υψηλή.

Ο τύπος για την ανύψωση σε σημείο βρασμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του βαθμού διάστασης και της μοριακής μάζας της διαλυμένης ουσίας.

Η σχέση ανύψωσης σημείου βρασμού και πίεσης ατμών

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

Η τάση ατμών είναι μια ποσότητα της τάσης των μορίων του διαλύματος να διαφύγουν εισερχόμενοι στην αέρια φάση.

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

Kb =RTb2M/ΔHv, 

Πού,

• R είναι η σταθερά αερίου
• Tb είναι η θερμοκρασία βρασμού του καθαρού διαλύτη [σε K], 
• Μ είναι η μοριακή μάζα του διαλύτη
• ΔHv είναι η θερμότητα της εξάτμισης ανά mole του διαλύτη.

Συμπέρασμα

Όταν μια συγκεκριμένη διαλυμένη ουσία εισάγεται σε έναν διαλύτη, το σημείο βρασμού του διαλύτη αυξάνεται. Πρέπει να είναι μη πτητική διαλυμένη ουσία. Η μοριακή συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας του διαλύματος και η αύξηση του σημείου βρασμού είναι ευθέως ανάλογες.

Tb =Kbm =(1000 w2) (w1 M2) 

Ως αποτέλεσμα, μια αύξηση στο σημείο βρασμού υποδεικνύεται από:

ΔTb =(Kb × 1000 × w2) ÷ (w1 × M2)

Ως αποτέλεσμα, το μοριακό βάρος της διαλυμένης ουσίας γίνεται:

M2 =(Kb × 1000 × w2) ÷ (w1 × △ Tb)