Эбуллиоскопия (Повышение т кипения растворов нелетучих веществ).

Жидкость начинает кипеть, когда давление ее насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Т.к. пар раствора нелетучего вещества содержит лишь чистый растворитель, то, в соответствии с законом Рауля, давление насыщенного пара такого раствора всегда меньше давления насыщенного пара чистого растворителя при той же Т.

P B B B Po C C C A A A T To T1 T2

АВ – зависимость давления насыщенного пара чистого растворителя от Т; АВ, АВ – зависимость давления насыщенного пара растворов разной концентрации от Т, N  N. Видно : чем больше N (мольная доля растворенного вещества в растворе), тем больше Т = Т – То.

Пусть раствор предельно разбавлен, так что он подчиняется закону Рауля. Найдем количественную зависимость Т от концентрации раствора при давлении насыщенного пара, равном постоянному внешнему давлению:

Р₁ = Р₁^оN₁ = P_o = const

Логарифмируем и дифференцируем это уравнение :

= + = = 0 (если Р_о = 1 атм)

В соответствии с уравнением Клапейрона-Клаузиуса :

= = – = –

=

Н_исп = const в небольшом интервале Т.

ln (1 – N) = – = –

Т.к. величина N достаточно мала, можно разложить ln в ряд и ограничиться первым членом разложения :

– ln (1 – N) = N + + …

Т.к. Т мала, то Т_о Т₁  Т_о². Тогда

N = ; Т_кип = Т – Т_о = N

В разбавленных растворах

N =  =

(М₁ и М₂ – молекулярные веса компонентов, g₁ и g₂ – их весовые количества в растворе). Положим g₁ = 1000 г, тогда g₂/М₂ = m – моляльность раствора. Получим :

Т_кип   =  = m

L_исп = Н_исп /М₁ – удельная теплота испарения растворителя.

Т_исп = Еm = Е

Е – const, характерная для данного растворителя; не зависит от природы растворенного вещества; называется эбуллиоскопической постоянной. Физический смысл Е : равна повышению Т_кип одномоляльного раствора; иначе Е называют молекулярным повышением Т кипения. В действительности при m  1 уравнение перестает быть правильным из-за введенных математических упрощений и отклонений от закона Рауля.

Приведенное уравнение дает возможность вычислять молекулярный вес растворенного вещества М₂, если известно Т_кип раствора определенной весовой концентрации. Метод определения М₂ по уравнению называют эбуллиоскопией (эбуллиометрией).

Е = 0,529 2,61-2,64 1,48 2,4 6,09 5,5

вода бензол ацетон этиловый эфир камфара CCl₄

Лекция 17