Kookpunthoogte Voorbeeld Probleem

Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe de kookpunthoogte kan worden berekend die wordt veroorzaakt door het toevoegen van zout aan water. Wanneer zout aan water wordt toegevoegd, scheidt het natriumchloride zich in natriumionen en chloride-ionen. Het uitgangspunt van kookpuntverhoging is dat de toegevoegde deeltjes de temperatuur verhogen die nodig is om water naar het kookpunt te brengen. De extra deeltjes interfereren met de interacties tussen oplosmiddelmoleculen (water, in dit geval).

Kookpunt hoogte probleem

31,65 g natriumchloride wordt toegevoegd aan 220,0 ml water bij 34 ° C. Hoe beïnvloedt dit het kookpunt van het water?

Neem aan dat het natriumchloride volledig in het water dissocieert.

Gegeven:
dichtheid van water bij 35 ° C = 0,904 g / ml
K_b water = 0,51 ° C kg / mol

Oplossing

Gebruik de vergelijking om de verhoging van de temperatuur van een oplosmiddel door een opgeloste stof te vinden:
ΔT = iK_bm
waar:
ΔT = temperatuurverandering in ° C
i = van't Hoff-factor
K_b = molale kookpunt elevatieconstante in ° C kg / mol
m = molaliteit van de opgeloste stof in mol opgeloste stof / kg oplosmiddel

Stap 1. Bereken de molaliteit van het NaCl

molaliteit (m) NaCl = mol NaCl / kg water

Uit het periodiek systeem:

atoommassa Na = 22,99
atoommassa Cl = 35,45
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
mol NaCl = 0,542 mol
kg water = dichtheid x volume
kg water = 0.994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg water = 0,219 kg
m_NaCl = mol NaCl / kg water
m_NaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
m_NaCl = 2.477 mol / kg

Stap 2. Bepaal de Van 't Hoff-factor

De van't Hoff-factor, "i", is een constante geassocieerd met de hoeveelheid dissociatie van de opgeloste stof in het oplosmiddel. Voor stoffen die niet dissociëren in water, zoals suiker, i = 1. Voor opgeloste stoffen die volledig dissociëren in twee ionen, i = 2. Voor dit voorbeeld dissocieert NaCl volledig in de twee ionen, Na⁺ en Cl^-. Daarom is hier i = 2.

Stap 3. Zoek ΔT

ΔT = iK_bm
AT = 2 x 0,51 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 2,53 ° C

Antwoord

Het toevoegen van 31,65 g NaCl aan 220,0 ml water verhoogt het kookpunt met 2,53 ° C.

Kookpunthoogte is een colligatieve eigenschap van materie. Dat wil zeggen, het hangt af van het aantal deeltjes in een oplossing en niet van hun chemische identiteit. Een andere belangrijke colligatieve eigenschap is vriespuntdepressie.