Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов

1. Явление повышения температуры кипения раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой кипения чистого растворителя называют эбуллиоскопией.

Основной закон эбуллиоскопии выражают уравнением:

. (164)

повышение температуры кипения раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой кипения чистого растворителя прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества.

Очень часто вместо мольных долей используют, например, моляльность. Тогда (164) перепишется: . (165)

Введем обозначение: ,

где – эбуллиоскопическая константа растворителя.

Тогда . (166)

Физический смысл эбуллиоскопической константы: численно равна повышению температуры кипения раствора с концентрацией 1 моль/1000 г растворителя.

Если молекулы растворенного вещества подвергаются диссоциации, то число моль в растворе увеличивается, тогда:

,

где – изотонический коэффициент или коэффициент Вант-Гоффа, который учитывает диссоциацию или ассоциацию молекул растворенного вещества.

Физико-химические методы анализа, основанные на измерении повышения температуры кипения растворов, называют эбуллиоскопическими.

2. Явление понижения температуры плавления (замерзания) раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой плавления (замерзания) чистого растворителя называют криоскопией.

(например, с этой целью посыпают снег солью)

Основной закон криоскопии выражается уравнением:

. (167)

понижение температуры замерзания раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя прямопропорционально мольной доле растворенного вещества.

Аналогично случаю эбуллиоскопии, мольную долю можно выразить через моляльность. Тогда для разбавленных растворов

.

, (168)

где – криоскопическая постоянная растворителя.

.

Физический смысл криоскопической постоянной: численно равна понижению температуры замерзания раствора с концентрацией 1 моль/1000 г растворителя.

и зависят от свойств растворителя и не зависят от природы растворенного вещества. Их значения для различных растворителей приведены в справочниках.

ЛЕКЦИЯ 13

Определение молекулярной массы раствореного вещества

Эбуллиоскопический и криоскопический методы применяют для определения молекулярной массы растворенного вещества , для чего при известных исходных параметрах раствора экспериментально определяют его или .

Для разбавленных растворов моляльность равна , тогда подставляя ее значение в уравнения (166) и (168) и выражая , получим:

; ,

где , – масса растворителя и растворенного вещества, соответственно.

Значение экспериментально определяют с помощью дифференциальных термометров (например, термометра Бекмана).

Криоскопический метод определения молекулярной массы вещества точнее, чем с эбуллиоскопический, так как при кипении жидкости часто возникает эффект перегрева, которого сложно избежать. Криоскопическим методом определяют также среднюю ионную активность электролитов.