Wissenschaft

Beispiel für ein Problem der Siedepunkterhöhung

Dieses Beispielproblem zeigt, wie die Siedepunkterhöhung berechnet wird, die durch Zugabe von Salz zu Wasser verursacht wird. Wenn Wasser mit Salz versetzt 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 Wasser auf seinen Siedepunkt zu bringen. Die zusätzlichen Partikel stören die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittelmolekülen (in diesem Fall Wasser).

Siedepunkterhöhungsproblem

31,05 g Natriumchlorid werden bei 34ºC zu 220,0 ml Wasser gegeben. Wie wirkt sich das auf den Siedepunkt des Wassers aus?

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

Um die Temperaturänderungserhöhung eines Lösungsmittels durch einen gelösten Stoff zu ermitteln, verwenden Sie die folgende Gleichung:
ΔT=iK b m
wobei:
ΔT=Temperaturänderung in ° C
i=Van’t Hoff-Faktor
K b = molare Siedepunkterhöhungskonstante 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 × 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 Ausmaß der Dissoziation des gelösten Stoffes im Lösungsmittel verbunden ist. 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. Finden Sie ΔT

ΔT=iK b m
ΔT=2 × 0,51 ° C kg / mol × 2,477 mol / kg
ΔT=2,53 ° C.

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 Gefrierpunkterniedrigung .

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