Cómo elevar y calcular los puntos de ebullición de los disolventes

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Por Peter J. Mikulecky, Chris Hren

La elevación del punto de ebullición se refiere a la tendencia del punto de ebullición de un disolvente a aumentar cuando se le añade una impureza (un soluto). De hecho, cuanto más soluto se añada, mayor será el cambio en el punto de ebullición.

Las elevaciones del punto de ebullición son directamente proporcionales a la molalidad de una solución, pero los químicos han encontrado que algunos solventes son más susceptibles a este cambio que otros. La fórmula para el cambio en el punto de ebullición de una solución, por lo tanto, contiene una constante de proporcionalidad, abreviada Kb, que es una propiedad determinada experimentalmente y que debe leerse en una tabla como ésta.

Valores comunes de Kb
DisolventeKb en Grados C/mPunto de ebullición en Grados Ácido ascético3.07118.1Benceno2.5380.1Canfor5.95204.0Tetracloruro de carbono4.9576.7Ciclohexano2.7980.7Etanol1.1978.4Fenol3.56181.7Agua0.512100.0La

fórmula para la elevación del punto de ebullición es la siguiente

donde m es molalidad. Note el uso de la letra griega delta en la fórmula para indicar que está calculando un cambio en el punto de ebullición, no en el punto de ebullición en sí. Es necesario sumar este número al punto de ebullición del disolvente puro para obtener el punto de ebullición de la solución. Las unidades de Kb se dan típicamente en grados Celsius por molalidad.

Las elevaciones del punto de ebullición son el resultado de la atracción entre el disolvente y las partículas de solutos en una solución. Las propiedades coligativas, como la elevación del punto de ebullición, dependen únicamente del número de partículas en la solución. La adición de partículas de solutos aumenta estas atracciones intermoleculares porque hay más partículas alrededor para atraerse unas a otras. Para hervir, las partículas de disolvente deben, por lo tanto, alcanzar una mayor energía cinética para superar esta fuerza atractiva adicional, que se traduce en un punto de ebullición más alto.

Pruebe este ejemplo: ¿Cuál es el punto de ebullición de una solución que contiene 45,2 g de mentol (C10H20O) disuelto en 350 g de ácido acético?

El problema pide el punto de ebullición de la solución, así que usted sabe que primero tiene que calcular la elevación del punto de ebullición. Esto significa que usted necesita saber la molalidad de la solución y el valor de Kb del solvente (ácido acético). La tabla indica que el Kb de ácido acético es de 3,07 grados C/m. Para calcular la molalidad, debe convertir 45,2 g de mentol en lunares:

Ahora puede calcular la molalidad de la solución, teniendo cuidado de convertir los gramos de ácido acético en kilogramos:

Ahora que tienes molalidad, puedes enchufar tu valor de Kb en la fórmula para encontrar el cambio en el punto de ebullición:

Usted no ha terminado, porque el problema pide el punto de ebullición de la solución, no el cambio en el punto de ebullición. Afortunadamente, el último paso es simplemente aritmética. Debe añadir su

al punto de ebullición del ácido acético puro, que, según la tabla, es de 118,1 grados centígrados. Esto le da un punto de ebullición final de

para la solución.

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