Эбуллиоскопическая константа воды: УЧЕБНАЯ КНИГА ПО ХИМИИ

УЧЕБНАЯ КНИГА ПО ХИМИИ

ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ СРЕДНИХ ШКОЛ,

СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ И ШКОЛЬНИКОВ 9–10
КЛАССОВ,
РЕШИВШИХ ПОСВЯТИТЬ СЕБЯ ХИМИИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

УЧЕБНИКЗАДАЧНИКЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМНАУЧНЫЕ РАССКАЗЫ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

Продолжение. См. № 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47,
48/2002;
1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28,
29, 30, 31, 32, 35, 36/2003

(продолжение)

Многие другие методы исследования растворов
подтверждают существование в природе веществ,
которые не распадаются на ионы в водном растворе
и распадаются, т. е. диссоциируют. Их называют
соответственно неэлектролитами и электролитами.
С диаграммой состояния воды вы знакомы. Теперь
попытайтесь, не заглядывая далее по тексту,
нарисовать диаграмму состояния чистой воды и на
этом же рисунке диаграмму состояния водного
раствора (разбавленного).

Очевидно, кривая давления пара воды над
раствором 2‘ будет располагаться правее и
ниже такой же кривой давления пара над чистой
водой 2 (рис. 6.6). Кривая 2′ пересекает
кривую 3, характеризующую давление пара надо
льдом, при более низком давлении, поэтому кривая
зависимости температуры замерзания раствора 1′
располагается левее кривой 1. При
атмосферном давлении ратм (101 325 Па)
температура замерзания раствора tзам
оказывается ниже температуры плавления tпл
льда, а температура кипения раствора tкип
– выше температуры кипения tкип
чистой воды.

Рис. 6.6.

Температуры замерзания и кипения чистой воды и
раствора:
кривая 1 – температура замерзания чистой воды;
кривая 1′ – температура замерзания раствора;
кривая 2 – давление пара над чистой водой;
кривая 2′ – давление пара воды над раствором;
кривая 3 – давление пара надо льдом

Таким образом, понижение давления
насыщенного пара воды (растворителя) над
раствором приводит к повышению температуры
кипения и понижению температуры плавления
раствора по сравнению с температурами кипения и
плавления чистого растворителя.
Разность температур кипения раствора tкип.р-ра
и чистой воды tкип называется повышением
температуры кипения раствора
:

tкип = tкип.р-ра
tкип.

Разность температуры плавления льда tпл
и температуры замерзания раствора tзам.р-ра
называется понижением температуры замерзания
раствора:

tзам = tпл
tзам.р-ра.

Примечание. За температуру
замерзания раствора принимают температуру
начала его кристаллизации, т. е. температуру
выделения из раствора первого кристаллика. Для
чистого вещества температуры плавления и
замерзания совпадают.
Важное отличие процессов замерзания чистой воды
и ее раствора состоит в следующем: чистая вода в
соответствии с правилом фаз Гиббса замерзает при
постоянной температуре (число степеней свободы
системы равно нулю). Как плавление льда, так и
обратный процесс кристаллизации воды происходят
при одной и той же температуре (если не
происходит переохлаждения жидкости). Выпадение
из раствора первых кристалликов льда приводит к
увеличению концентрации растворенного вещества,
понижению давления насыщенного пара
растворителя и соответственно к понижению
температуры выделения следующих порций льда
(кристаллов растворителя). Таким образом,
отвердевание раствора происходит в некотором
интервале температур (двухкомпонентная,
двухфазная, система имеет одну степень свободы) в
отличие от кристаллизации чистой воды,
происходящей при постоянной температуре.
Раствор также кипит не при постоянной
температуре, а в некотором интервале температур.

Повышение температуры кипения раствора тем
больше, чем выше концентрация растворенного
вещества m:

tкип = Еm.

В этой формуле Е – коэффициент
пропорциональности, называемый эбулиоскопической
постоянной
.
Понижение температуры замерзания раствора тем
значительнее, чем выше концентрация
растворенного вещества m:

tзам = Кm.

В этой формуле К – коэффициент
пропорциональности, называемый криоскопической
постоянной
.

В строгих научных исследованиях растворов
пользуются моляльной концентрацией,
которая равна числу молей растворенного
вещества в 1000 г растворителя. Моляльная
концентрация m в отличие от мольной
(молярной) концентрации с (число молей
растворенного вещества в 1 л раствора) не зависит
от температуры. Для сильно разбавленных
растворов моляльная концентрация совпадает с
мольной концентрацией, и обе они пропорциональны
мольной доле растворенного вещества.

Чтобы найти численные значения коэффициентов
пропорциональности Е и К, достаточно
для одного раствора известной концентрации
определить повышение температуры кипения и
понижение температуры замерзания. Так 0,1М
раствор сахарозы С12Н22О11 в воде
начинает кипеть при 100,052 °С. Следовательно,
эбулиоскопическая постоянная Е воды равна:

Е = tкип/m
= (100,052 – 100,000)/0,1 = 0,52.

0,1М раствор сахарозы С12Н22О11 в
воде замерзает при температуре –0,186 °С.
Следовательно, криоскопическая постоянная К
воды равна:

К = tзам/m
= (0 – (–0,186)/0,1 = 1,86.

Обычно размерность при эбулиоскопической и
криоскопической постоянных не указывают. Какова
их размерность?

Эбулиоскопическая постоянная есть повышение
температуры кипения одномольного водного
раствора неэлектролита. Криоскопическая
постоянная есть понижение температуры
замерзания одномольного водного раствора
неэлектролита. Этот вывод правилен только в том
случае, если раствор идеальный. Однако раствор с
концентрацией растворенного вещества 1 моль/л не
является идеальным раствором, и
эбулиоскопический и криоскопический методы
исследования растворов применяют при
концентрациях растворенного вещества не выше 0,01
моль/л (правильнее:
0,01 моль/1000 г растворителя).
Итак, одномольный (точнее, одномоляльный) раствор
таких веществ, как сахароза С12Н22О11,
глюкоза или фруктоза С6Н12О6,
карбамид (мочевина) СО(NН2)2, глицерин
СН2ОНСНОНСН2ОН, кипит при температуре
100,52 °С в предположении, что раствор идеальный.
Считается, что эбулиоскопическая постоянная Е
не зависит от природы растворенного вещества
(неэлектролита).
В 1 л воды насыпали одну полную чайную ложку
поваренной соли. Какова приблизительно
температура кипения супа с таким содержанием
соли?
Чтобы картофель быстрее сварился, вы
рекомендуете солить воду в начале варки или в
конце?

Точно так же одномольный (точнее, одномоляльный)
раствор таких веществ, как сахароза С12Н22О11,
глюкоза или фруктоза С6Н12О6,
карбамид (мочевина) СО(NН2)2, глицерин
СН2ОНСНОНСН2ОН, начинает замерзать
при температуре –1,86 °С в предположении, что
раствор идеальный. Считается, что
криоскопическая постоянная К не зависит от
природы растворенного вещества (неэлектролита).
Поскольку понижение температуры замерзания и
повышение температуры кипения раствора
изменяются пропорционально концентрации, а один
моль вещества содержит одинаковое число частиц
(молекул), то понижение температуры замерзания и
повышение температуры кипения раствора зависит
от числа частиц растворенного вещества. Это
следствие закона Рауля: повышение температуры
кипения и понижение температуры замерзания
раствора пропорционально числу частиц
растворенного вещества. Из этого следует, что
методами криоскопии и эбулиоскопии можно
определять мольные массы неэлектролитов,
степень диссоциации электролитов и степень
ассоциации (соединения, объединения) молекул
растворенных веществ.
Температура начала кипения 0,1М раствора хлорида
натрия равна 100,104 °С. Если пересчитать ее на 1М
раствор, то она должна быть равна 101,04 °С.
Повышение температуры кипения составляет
1,04 °С, а должно быть 0,52 °С, как у сахарозы,
фруктозы и других растворяющихся в воде
органических веществ. Следовательно, в растворе
хлорида натрия концентрация частиц равна не 1
моль/л, а 2 моль/л, т. е. хлорид натрия в водном
растворе находится в диссоциированном
состоянии:

NaCl = Na+ + Cl.

0,1М раствор хлорида натрия начинает
затвердевать (появляются первые кристаллы льда)
при температуре –0,372 °С. 1М раствор должен
начинать замерзать при –3,72 °С. Понижение
температуры затвердевания равно 3,72 °С, т. е. в
два раза больше криоскопической постоянной. Это
означает, что в растворе содержится в два раза
больше частиц по сравнению с раствором сахарозы
той же концентрации и хлорид натрия в водном
растворе находится в состоянии почти полной
диссоциации на ионы.
Внимательно изучите приведенные ниже в таблице
данные по температурам кипения и затвердевания
1М растворов сахарозы С12Н22О11 и
некоторых солей. (Температуры кипения и
затвердевания были определены у 0,01М растворов и
пересчитаны на 1М растворы.) Самостоятельно
сформулируйте выводы о состоянии хлорида
кальция, хлорида алюминия и сульфата алюминия в
водном растворе. Напишите уравнения диссоциации.

Таблица

Растворенное веществоtкип, °Сtкип, °Сtкип/Etзам, °Сtзам, °Сtзам
/K

100 (вода)00 (вода)
Cахароза100, 520,521–1,861,861
NaCl101,041,042–3,723,722
СаCl2101,561,563–5,585,583
AlCl3102,082,084–7,447,444
Al2(SО4)3102,602,605–9,309,305

Эбулиоскопическая постоянная воды
очень мала, поэтому чаще изучают растворы
криоскопическим методом (определение температур
затвердевания).
Криоскопический и эбулиоскопический методы
изучения веществ в растворенном состоянии
позволяют определять мольные массы растворенных
веществ. Суть определения чрезвычайно проста:
необходимо найти такую концентрацию
растворенного вещества, выраженную в г/л
раствора, при которой понижение температуры
замерзания или повышение температуры кипения
равнялись соответственно криоскопической или
эбулиоскопической постоянным.
В этом случае в 1 л раствора будет содержаться 1
моль растворенного вещества, и число граммов
этого вещества будет равно его мольной массе. Это
относится к неэлектролитам. В случае раствора
электролита криоскопический и
эбулиоскопический методы позволяют определить
степень его диссоциации.

Еще раз повторяем, что сказанное верно лишь для
разбавленных растворов и при использовании
моляльной концентрации (моль/1000 г растворителя).

О.С.ЗАЙЦЕВ

Эбуллиоскопическая константа — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Эбуллиоскопическая константа — величина, показывающая, на сколько градусов раствор, состоящий из 1 моля неэлектролита и 1000 г данного растворителя, закипает выше, чем чистый растворитель.
 [1]

Эбуллиоскопическая константа — величина, показывающая, на сколько градусов раствор, состоящий из I моля неэлектролита и 1000 г данного растворителя, закипает выше, чем чистый растворитель.
 [2]

Эбуллиоскопическая константа Е ( молекулярное повышение температуры кипения) растворителя представляет собой повышение температуры кипения, вызываемое растворением 1 моль недиссоциирующего вещества в 1000 г растворителя, при условии образования идеального раствора.
 [3]

Эбуллиоскопическая константа ( / Сэ) — величина, показывающая, на сколько градусов выше закипает одномоляльный раствор данного неэлектролита по сравнению с чистым растворителем.
 [4]

Следовательно, эбуллиоскопическая константа, как и крио-скопическая, не зависит от природы растворенного неэлектролита: она также характеризует собой растворитель, а не растворенное вещество.
 [5]

Следовательно, эбуллиоскопическая константа, как и криоскопи-ческая, не зависит от природы растворенного неэлектролита; она также характеризует собой растворитель, а не растворенное вещество.
 [6]

К — криоскопическая или эбуллиоскопическая константа.
 [7]

Эбуллиоскопические константы.
 [8]

В табл. 21 приведены эбуллиоскопические константы некоторых растворителей.
 [9]

Однако для некоторых крвмняйоргавичаоюих соединений эбуллиоскопические константы неизвестны, а данные о температурах кипения недостаточно достоверны или отсутствуют вообще в связи с большими трудностями получения этих соединений в чистом виде. Поэтому определение истинной температуры кипения индивидуальных кремнийорганических соединений термографическим методом может иметь большое практическое значение.
 [10]

Для этого растворителя характерна значительная величина эбуллиоскопической константы и низкая температура кипения.
 [11]

Правильность этого уравнения подтверждается эбуллиоскопическими измерениями, показывающими увеличение молекулярной эбуллиоскопической константы в четыре раза. Электропроводность и увеличение точки кипения для раствора одного моля ацетата калия во фтористом водороде равны сумме электропроводностей и повышений точки кипения растворов моля, фторида калия и моля уксусной кислоты. Это обстоятельство также подтверждает правильность приведенного уравнения.
 [12]

Аналогично можно установить связь осмотического давления с повышением температуры кипения и эбуллиоскопической константой.
 [13]

В случае замерзания раствора k называется криоскопической константой, в случае кипения — эбуллиоскопической константой. Эти величины постоянны для данного растворителя.
 [14]

Сэ входят константы, характерные для данного растворителя ( АЯИСП, Тк, MB), то величина эбуллиоскопической константы имеет вполне определенное значение для каждого растворителя и не зависит от природы растворенного вещества.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

B5: Эбуллиоскопические константы (высота температуры кипения)

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    96788
  • Эбуллиоскопическая константа является характеристическим свойством растворителя, а не растворенного вещества в растворе.

    Соединение Эбуллиоскопическая постоянная K b в единицах [(°C·кг)/моль] или [°C/моль]
    Уксусная кислота 3,22
    Ацетон 1,80
    Ацетонитрил 1,44
    Анилин 3,82
    Анизол 4,20
    Бензальдегид 4,24
    Бензол 2,64
    1-бутанол 2,17
    Сероуглерод 2,42
    Хлорбензол 4,36
    1-хлорбутан 3,13
    Циклогексан 2,92
    Циклогексанол 3,5
    Декан 6. 10
    Дихлорметан 2,42
    Диэтиловый эфир 2,20
    Диметилсульфоксид 3,22
    1,4-диоксан 3.01
    Этанол 1,23
    Этилацетат 2,82
    Этиленгликоль 2,26
    Гептан 3,6
    Гексан 2,90
    Йодометан 4,31
    Метанол 0,86
    Метилацетат 2,21
    N-метиланилин 4,3
    N-метилформамид 2,2
    Нитробензол 5,2
    Нитрометан 2,09
    1-октанол 5,06
    Фенол 3,54
    1-пропанол 1,66
    2-пропанол 1,58
    Пиридин 2,83
    Пиррол 2,33
    Пирролидин 2,32
    Тетрахлорэтилен 6,18
    Тетрахлорметан 5,26
    Толуол 3,40
    Трихлорэтилен 4,52
    Трихлорметан 3,80
    Вода 0,513
    о-ксилол 4,25

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница

        {{\\text{

        Ответ

        Проверено

        201,6 тыс. {\text{2}}{\text{M}}}}{{\Delta {{\text{H}}_{{\text{vap}}}} \times 1000}} $
        Где R — универсальная газовая постоянная, $ {{\text{T}}_{\text{b}}} $ — температура кипения растворителя, M — молекулярная масса растворителя, а $ \Delta {{\text{H}}_{{\text{пар}}}} $ — энтальпия парообразования.

        Полное пошаговое решение:
        Из формулы повышения температуры кипения раствора мы знаем, что
         $ \Delta {{\text{T}}_{\text{b}}} = { \text{i}} \times {{\text{K}}_{\text{b}}} \times {\text{m}} $
        Где «i» — фактор Вант-Гоффа, $ { {\text{K}}_{\text{b}}} $ — эбуллиоскопическая постоянная, m — моляльность раствора. При преобразовании эта формула может быть записана как 9{{\text{ — 1}}}} $ .
        Правильный ответ — вариант А.

        Примечание:
        Свойства, которые не зависят от природы растворенного вещества, присутствующего в растворе, а только от числа частиц растворенного вещества или молей частиц растворенного вещества. называются «коллигативными свойствами». Всего существует четыре коллигативных свойства: снижение давления пара, понижение точки замерзания, повышение точки кипения и осмотическое давление.
        Существуют также некоторые растворенные вещества, которые либо ассоциируют, либо диссоциируют при смешивании с растворителями, для таких жидкостей к уравнениям этих коллигативных свойств добавляется коэффициент Вант-Гоффа «i».

        Недавно обновленные страницы

        Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологии ризобий класса 12 NEET_UG

        Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса 12 А NEET_UG

        Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов класса 12 биологии NEET_UG

        Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть непосредственно очищены от биологических микроорганизмов класса 12 NEET_UG

        Очистка сточных вод осуществляется микробами A. B Удобрения класса 12 биологических методов NEET_UG

        Иммобилизация ферментов – это преобразование активного фермента класса 12 биологических методов NEET_UG

        Большинство антибиотиков относятся к эубактериям.