Ανύψωση του σημείου βρασμού και ταπείνωση του σημείου πήξης

Ανύψωση σημείου βρασμού

Το πέρασμα για κάθε ουσία από τη μία φάση στην άλλη είναι στενά συνδεδεμένο με την τάση των ατμών της ουσίας. Ως σημείο βρασμού (ή σημείο ζέσεως) ορίζεται η θερμοκρασία εκείνη στην οποία η τάση των ατμών ενός υγρού εξισώνεται με την εξωτερική πίεση. Στην περίπτωση του καθαρού νερού αυτό συμβαίνει στους 100 oC (κανονικό σημείο βρασμού του νερού). Ωστόσο, σ' ένα υδατικό διάλυμα η τάση των ατμών του διαλύματος είναι μικρότερη από εκείνη του νερού, με αποτέλεσμα το σημείο βρασμού να ανυψώνεται. Μάλιστα, όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση του διαλύματος, τόσο μικρότερη είναι η τάση των ατμών του διαλύματος, άρα και τόσο μεγαλύτερη είναι η ανύψωση του σημείου βρασμού. Συνεπώς, η ανύψωση του σημείου βρασμού του διαλύτη εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος και μάλιστα ισχύει: - Σε αραιά μοριακά διαλύματα μη πτητικών ουσιών η ανύψωση του σημείου βρασμού του διαλύτη είναι ανάλογη προς τη μοριακότητα κατά βάρος (molality) του διαλύματος. Δηλαδή, ΔΤb = Kb m όπου, ΔΤb: η ανύψωση σ.β. του διαλύτη (σ.β. διαλύματος - σ.β. διαλύτη), m: η μοριακότητα κατά βάρος του διαλύματος (molality) Κb: σταθερά ανύψωσης σ.β. ή σταθερά ζεσεοσκοπίας, η οποία εξαρτάται από τη φύση του διαλύτη. Όταν η μοριακότητα κατά βάρος του διαλύματος είναι 1 m, τότε η τιμή της ΔΤb είναι αριθμητικά ίση με την Κb. Η παραπάνω σχέση ανταποκρίνεται πολύ καλά σε αραιά διαλύματα μη πτητικών, μοριακών ενώσεων (μη ιοντικών και μη πολυμεριζομένων). Όμως, με κάποια τροποποίηση μπορεί να εφαρμοστεί και για αραιά διαλύματα ηλεκτρολυτών. - Ζεσεοσκοπία ονομάζεται η μέθοδος προσδιορισμού της σχετικής μοριακής μάζας (μοριακό βάρος) με βάση τη μέτρηση πειραματικά του ΔΤb, εφαρμόζοντας τον παραπάνω νόμο: [pic] όπου, m ουσίας : η μάζα της διαλυμένης ουσίας Μr ουσίας: η σχετική μοριακή μάζα της διαλυμένης ουσίας και m διαλύτη: η μάζα του διαλύτη.

Κανονικό σ.β. είναι η θερμοκρασία στην οποία η τάση ατμών της ουσίας είναι 1 atm. Η εξίσωση της ανύψωσης του σ.β ισχύει με την προϋπόθεση ότι: - η διαλυμένη ουσία είναι μη πτητική - το διάλυμα είναι αραιό - το διάλυμα είναι μοριακό, δηλαδή η διαλυμένη ουσία είναι υπό μορφή μορίων. molality: εκφράζει τον αριθμό των mol της διαλυμένης ουσίας σε 1000 g διαλύτη. Δηλαδή, αν έχουμε 0,3 mol διαλυμένης ουσίας σε 1000 g διαλύτη η molality είναι 0,3 m.