소개
용질의 첨가로 인한 용매의 끓는점의 증가는 끓는점 고도 . 라고합니다. 용질 및 비 휘발성 용매가 결합 될 때, 생성 용액은 순수한 용매보다 더 높은 끓는점을 갖는다. 끓는점 고도는 물질의 공동 속성이므로 용질 대 용액 비율의 영향을 받지만 용질의 정체성에 의해 영향을받지 않습니다. 이는 용액에 첨가 된 용질의 양이 끓는점이 상승한다는 것을 의미합니다. 용액의 용질 농도가 높을수록 끓는점 상승이 높아집니다.
끓는점 높이가 발생하는 이유는 무엇입니까?
액체의 끓는점은 증기 압력이 주변 환경의 압력과 같은 온도입니다. 비 휘발성 물질은 쉽게 증발하지 않으며 증기 압력이 매우 낮습니다 (0으로 가정)
결과적으로 끓을 수 있도록 용액에 더 많은 열이 적용되어야합니다. 끓는점 상승은 용액의 끓는점의 증가입니다. 첨가 된 용질의 농도가 증가하면 용액의 증기 압력이 추가로 감소하고 용액의 끓는점이 증가합니다.
비등점 고도 공식
비 휘발성 물질 답변의 끓는 목적은 다음과 같이 표현됩니다.
용액의 끓는점은 순수한 용매의 끓는점과 비등점 상승 (ΔTB)과 같습니다.
끓는 목적의 증가 (ΔTB)는 용액 내 물질의 농도에 비례합니다.
방정식은.
입니다
ΔT b =i*k b *m
여기서,
- kb는 ebullioscopic constant
입니다 - m은 용질의 몰입니다
- 나는 van't hoff factor
입니다
용질의 농도가 매우 높으면이 공식은 덜 정확해진다는 점에 유의해야합니다. 또한이 공식은 휘발성 용매에 적용되지 않습니다.
ebullioscopic 상수 (KB)는 종종 OC/Molal 또는 OC.KG.MOL-1에서 발현된다. 일부 일반적인 용매에 대한 KB의 값은 아래 표에 나와 있습니다.
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용매
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k b 값 (in o c.kg.mol -1 )
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물
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0.512
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페놀
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3.04
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아세트산
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3.07
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클로로포름
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3.63
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벤젠
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2.53
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끓는점 상승 공식은 용질의 분리 정도 및 용질의 몰 질량을 계산하는 데 사용될 수 있습니다.
끓는점 파생에서의 상승
액체의 끓는점은 중요한 물리적 특성입니다. 액체의 끓는점은 증기압이 대기압 (1 atm)과 같은 온도입니다. 비 휘발성 용질이 끓는점에서 순수한 용매에 첨가되면 용액의 증기 압력은 1 atm 미만으로 떨어집니다. 용액의 온도는 증기 압력을 1 atm으로 복원하기 위해 높아야합니다. 결과적으로 용액은 순수한 용매의 끓는점 (TB °)보다 더 높은 온도 (TB)에서 끓습니다. 끓는점의 이러한 상승은 끓는점 높이라고합니다.
온도가 상승함에 따라 용액의 증기 압력이 증가한다고 가정합니다. 바이올렛 색 곡선은 순수한 물에 대한 온도에 따른 증기 압력의 변화를 나타냅니다. 물의 증기 압력은 100 0c에서 1 atm입니다. 결과적으로, 물의 끓는점은 1000 c (tb °)입니다. 용질이 물에 첨가되면 결과 용액의 증기 압력이 감소합니다. 녹색 곡선은 용액의 온도에 관한 증기압의 변화를 나타냅니다. 그래프는 용액의 증기 압력이 TB °보다 큰 TB 온도에서 1 ATM 압력과 같음을 보여줍니다. 이 두 온도 (TB – TB °)의 차이는 끓는점 높이를 제공합니다.
끓는점의 고도 (ΔTB) =tb - tb °
끓는점의 증가는 용질 입자의 농도에 비례합니다.
ΔTB α M (9.23)
M은 몰 리티에서 용액의 농도를 나타낸다.
ΔTB =KB M (9.23)
여기서,
kb =는 ebullioscopic 상수라고도 알려진 몰 끓는점 고도 상수입니다.
m =1이면 ΔTB =kb;
결과적으로 KB는 끓는점의 증가와 동일합니다 하나의 몰랄 용액의 경우. 다음 표현은 KB를 계산하는 데 사용됩니다.
비등점 고도 정의
끓는점 고도의 현상 다른 화합물의 첨가에 의해 액체의 끓는점 (용매)이 증가하여 순수한 용매보다 더 높은 끓는점을 갖는 용액을 초래할 때 발생한다. 비 휘발성 용질이 순수한 용매에 첨가되면 끓는점이 상승합니다.
용액에서 용해 된 입자의 수는 끓는점 상승에 영향을 미치지 만, 그들의 정체성은 중요하지 않습니다. 용매와 용액 사이의 상호 작용은 끓는점 높이에 영향을 미치지 않습니다.
ebullioscope는 비등점을 정확하게 측정하여 끓는점 높이가 발생했는지 여부와 끓는점이 얼마나 많이 바뀌 었는지를 감지하는 데 사용됩니다.
의 예 끓는점 고도
물에 염화나트륨의 3.5% 용액 (중량)의 끓는점을 계산합니다.
주어진 용액의 1kg은 0.035kg의 NaCl 및 0.965kg의 H2O를 함유한다. NaCl의 몰 질량은 58.5이기 때문에 1kg의 용액에서 NaCl의 두더지 수는 다음과 같습니다.
(35g)/(58.5g.mol-1) =0.598 Moles
용액 1kg에서 NaCl의 몰은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
M =(0.598mol)/(0.965 kg) =0.619 몰
물의 비등점 상승은 0.512 oc.kg/molal입니다. NaCl은 2 이온으로 분리되기 때문에이 화합물의 반도가 아닌 인자는 2이므로, 비등점 상승 (ΔTB)은 다음과 같이 계산 될 수 있습니다.
.
ΔTB =2*(0.52oC/Molal)*(0.619 Molal) =0.643oc
용액의 끓는점 =순수 용매 + 비등점 고도의 끓는점
=100oc + 0.643oc =100.643oc
따라서 3.5% NaCl 용액의 끓는점은 100.643oC입니다.
결론
열을 첨가하면 온도를 높이 지 않고 액체를 증기로 변환합니다. 임의의 온도에서, 액체는 증기에 의해 가해지는 압력이 그 온도에서 액체의 증기 압력이라고하는 특징적인 값에 도달 할 때까지 그 위의 공간에서 부분적으로 증기로 이어집니다. 온도가 증가함에 따라 증기압이 증가합니다. 끓는점에서, 증기 기포는 액체 내부에 형성되어 표면으로 올라갑니다. 액체의 끓는점은 적용된 압력에 따라 다릅니다. 정상적인 끓는점은 증기압이 해수면에서의 정상 대기압 (760 mm [29.92 인치]의 정상 대기압과 동일한 온도입니다. 해수면에서 물은 100 ° C (212 ° F)에서 끓습니다. 높은 고도에서는 비등점 온도가 낮습니다.
