Beispiel für eine Siedepunkterhöhung Problem

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie die durch Zugabe von Salz zu Wasser verursachte Siedepunkterhöhung berechnet wird. Wenn Salz zu Wasser gegeben wird, trennt sich das Natriumchlorid in Natriumionen und Chloridionen. Die Voraussetzung für die Erhöhung des Siedepunkts ist, dass die zugesetzten Partikel die Temperatur erhöhen, die erforderlich ist, um das Wasser auf seinen Siedepunkt zu bringen. Die zusätzlichen Partikel stören die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittelmolekülen (in diesem Fall Wasser).

Problem der Siedepunkterhöhung

Zu 220,0 ml Wasser bei 34 ° C werden 31,65 g Natriumchlorid gegeben. Wie wird dies den Siedepunkt des Wassers beeinflussen??

Angenommen, das Natriumchlorid dissoziiert vollständig im Wasser.

Gegeben:
Wasserdichte bei 35 ° C = 0,994 g / ml
K_b Wasser = 0,51 ° C kg / mol

Lösung

Verwenden Sie die folgende Gleichung, um die Temperaturänderung eines Lösungsmittels durch einen gelösten Stoff zu bestimmen:
ΔT = iK_bm
wo:
ΔT = Temperaturänderung in ° C
Ich = van't Hoff Faktor
K_b = molare Siedepunktskonstante in ° C kg / mol
m = Molalität des gelösten Stoffes in mol gelöstem Stoff / kg Lösungsmittel

Schritt 1. Berechnen Sie die Molalität des NaCl

Molalität (m) von NaCl = Mol NaCl / kg Wasser

Aus dem Periodensystem:

Atommasse Na = 22,99
Atommasse Cl = 35,45
Mol NaCl = 31,65 g × 1 Mol / (22,99 + 35,45)
Mol NaCl = 31,65 g × 1 Mol / 58,44 g
Mol NaCl = 0,542 Mol
kg Wasser = Dichte x Volumen
kg Wasser = 0,994 g / ml × 220 ml × 1 kg / 1000 g
kg Wasser = 0,219 kg
m_NaCl = Mol NaCl / kg Wasser
m_NaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
m_NaCl = 2,477 mol / kg

Schritt 2. Bestimmen Sie den Van 't Hoff Faktor

Der Van't-Hoff-Faktor "i" ist eine Konstante, die mit dem Dissoziationsgrad des gelösten Stoffs im Lösungsmittel zusammenhängt. Für Substanzen, die nicht in Wasser dissoziieren, wie Zucker, ist i = 1. Für gelöste Stoffe, die vollständig in zwei Ionen dissoziieren, ist i = 2. In diesem Beispiel dissoziiert NaCl vollständig in die beiden Ionen, Na⁺ und Cl^-. Daher ist hier i = 2.

Schritt 3. Finde ΔT

ΔT = iK_bm
ΔT = 2 · 0,51ºC kg / mol · 2,477 mol / kg
ΔT = 2,53ºC

Antworten

Durch Zugabe von 31,65 g NaCl zu 220,0 ml Wasser wird der Siedepunkt um 2,53 ° C erhöht.

Die Siedepunkterhöhung ist eine kolligative Eigenschaft der Materie. Das heißt, es hängt von der Anzahl der Partikel in einer Lösung und nicht von ihrer chemischen Identität ab. Eine weitere wichtige kolligative Eigenschaft ist die Gefrierpunktserniedrigung.