Exemplo de problema de elevação do ponto de ebulição
Calcular a temperatura de elevação do ponto de ebulição
A temperatura do ponto de ebulição pode ser elevada pela adição de um soluto à água. David Murray e Jules Selmes / Getty Images
Este problema de exemplo demonstra como calcular a elevação do ponto de ebulição causada pela adição de sal à água. Quando o sal é adicionado à água, o cloreto de sódio se separa em íons sódio e íons cloreto. A premissa da elevação do ponto de ebulição é que as partículas adicionadas elevam a temperatura necessária para levar a água ao seu ponto de ebulição. As partículas extras interferem nas interações entre as moléculas do solvente (água, neste caso).
Problema de elevação do ponto de ebulição
31,65 g de cloreto de sódio são adicionados a 220,0 mL de água a 34°C. Como isso afetará o ponto de ebulição da água?
Presumir o cloreto de sódio dissocia-se completamente na água.
Dado :
densidade da água a 35°C = 0,994 g/mL
Kbágua = 0,51°C kg/mol
Solução
Para encontrar a elevação da mudança de temperatura de um solvente por um soluto, use a equação:
ΔT = iKbm
Onde:
ΔT = Mudança de temperatura em °C
i = fator van't Hoff
Kb = mol elevação do ponto de ebulição constante em °C kg/mol
m = molalidade do soluto em mol soluto/kg solvente
Etapa 1. Calcule a molalidade do NaCl
molalidade (m) de NaCl = mols de NaCl/kg de água
De tabela periódica :
massa atômica Isso = 22,99
massa atômica Cl = 35,45
mols de NaCl = 31,65 g x 1 mol/(22,99 + 35,45)
mols de NaCl = 31,65 g x 1 mol/58,44 g
mols de NaCl = 0,542 mol
kg água = densidade x volume
kg de água = 0,994 g/mL x 220 mL x 1 kg/1000 g
kg de água = 0,219 kg
mNaCl= mols de NaCl/kg de água
mNaCl= 0,542 mol/0,219 kg
mNaCl= 2,477 mol/kg
Etapa 2. Determine o fator Van 't Hoff
O fator van't Hoff, 'i', é uma constante associada à quantidade de dissociação do soluto no solvente. Para substâncias que não se dissociam em água, como açúcar, i = 1. Para solutos que se dissociam completamente em dois íons , i = 2. Para este exemplo, NaCl se dissocia completamente nos dois íons, Na+e Cl-. Portanto, aqui, i = 2.
Etapa 3. Encontre ΔT
ΔT = iKbm
ΔT = 2 x 0,51 °C kg/mol x 2,477 mol/kg
ΔT = 2,53°C
Responda
A adição de 31,65 g de NaCl a 220,0 mL de água aumentará o ponto de ebulição em 2,53 °C.
A elevação do ponto de ebulição é uma propriedade coligativa da matéria. Ou seja, depende do número de partículas em uma solução e não de sua identidade química. Outra propriedade coligativa importante é ponto de congelamento depressão.