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Exemple de problème de point d'ébullition

Exemple de problème de point d'ébullition

Cet exemple de problème montre comment calculer l'élévation du point d'ébullition provoquée par l'ajout de sel à l'eau. Lorsque le sel est ajouté à l'eau, le chlorure de sodium se sépare en ions sodium et en ions chlorure. Le principe de l’élévation du point d’ébullition est que les particules ajoutées élèvent la température nécessaire pour amener l’eau à son point d’ébullition. Les particules supplémentaires interfèrent avec les interactions entre les molécules de solvant (l'eau, dans ce cas).

Problème d'élévation du point d'ébullition

31,65 g de chlorure de sodium sont ajoutés à 220,0 mL d’eau à 34 ° C. Comment cela affectera-t-il le point d'ébullition de l'eau?
Supposons que le chlorure de sodium se dissocie complètement dans l'eau.
Étant donné: densité de l'eau à 35 ° C = 0,994 g / ml
Kb eau = 0,51 ° C kg / mol
Solution:
Pour trouver l'élévation du changement de température d'un solvant par un soluté, utilisez l'équation:
ΔT = iKbm

ΔT = Variation de température en ° C
i = facteur de van 't Hoff
Kb = constante d'élévation du point d'ébullition molal en ° C kg / mol
m = molalité du soluté en mol soluté / kg de solvant.
Étape 1 Calculer la molalité du NaCl
molalité (m) de NaCl = moles de NaCl / kg d'eau
Du tableau périodique
masse atomique Na = 22.99
masse atomique Cl = 35,45
moles de NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moles de NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moles de NaCl = 0,542 mol
kg d'eau = densité x volume
kg d'eau = 0,994 g / mL x 220 mL x 1 kg / 1000 g
kg d'eau = 0,219 kg
mNaCl = moles de NaCl / kg d'eau
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,447 mol / kg
Étape 2 Déterminer le facteur van 't Hoff
Le facteur de van 't Hoff, i, est une constante associée à la quantité de dissociation du soluté dans le solvant. Pour les substances qui ne se dissocient pas dans l'eau, telles que le sucre, i = 1. Pour les solutés qui se dissocient complètement en deux ions, i = 2. Pour cet exemple, NaCl se dissocie complètement en deux ions, Na+ et Cl-. Par conséquent, i = 2 pour cet exemple.
Étape 3 Trouver ΔT
ΔT = iKbm
ΔT = 2 x 0,51 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 2,53 ° C
Répondre:
Ajouter 31,65 g de NaCl à 220,0 mL d’eau augmentera le point d’ébullition de 2,53 ° C.

L'élévation du point d'ébullition est une propriété colligative de la matière. Cela dépend du nombre de particules dans une solution et non de leur identité chimique. Une autre propriété colligative importante est la dépression du point de congélation.