Waarom het toevoegen van zout aan water het kookpunt verhoogt

Als u zout aan water toevoegt, verhoogt u het kookpunt van het water of de temperatuur waarbij het kookt. De temperatuur die nodig is om te koken zal met ongeveer 0,5 graad Celsius stijgen voor elke 58 gram opgelost zout per kilogram water. Dit is een voorbeeld van kookpuntverhoging en is niet exclusief voor water: het komt voor wanneer u een niet-vluchtige opgeloste stof zoals zout toevoegt aan een oplosmiddel zoals water.

Water kookt wanneer de moleculen de dampdruk van de omringende lucht kunnen overwinnen om van de vloeibare fase naar de gasfase te bewegen. Wanneer u een opgeloste stof toevoegt die de hoeveelheid energie (warmte) die nodig is voor water om de overgang te maken, verhoogt, treden enkele processen op.

Hoe werkt het?

Wanneer u zout aan water toevoegt, dissocieert natriumchloride in natrium- en chloorionen en deze geladen deeltjes veranderen de intermoleculaire krachten tussen watermoleculen.

Naast het beïnvloeden van de waterstofbinding tussen watermoleculen, is er een ion-dipool-interactie waarmee rekening moet worden gehouden: elk watermolecuul is een dipool, wat betekent dat de ene kant (de zuurstofkant) negatiever is en de andere kant (de waterstofkant) positiever. De positief geladen natriumionen liggen op één lijn met de zuurstofzijde van een watermolecuul, terwijl de negatief geladen chloorionen op één lijn liggen met de waterstofzijde van een watermolecuul. De ion-dipool interactie is sterker dan de waterstofbinding tussen de watermoleculen, dus er is meer energie nodig om water van de ionen in de dampfase te brengen.

Zelfs zonder een geladen opgeloste stof verhoogt het toevoegen van deeltjes aan water het kookpunt omdat een deel van de druk die de oplossing op de atmosfeer uitoefent nu afkomstig is van opgeloste deeltjes, niet alleen van oplosbare (water) moleculen. De watermoleculen hebben meer energie nodig om voldoende druk te produceren om de grens van de vloeistof te ontsnappen. Hoe meer zout (of andere opgeloste stof) aan water wordt toegevoegd, hoe meer u het kookpunt verhoogt. Het fenomeen hangt af van het aantal deeltjes dat in de oplossing wordt gevormd. Vriespuntverlaging is een andere colligatieve eigenschap die op dezelfde manier werkt: als u zout aan water toevoegt, verlaagt u het vriespunt en verhoogt u het kookpunt.

Het kookpunt van NaCl

Wanneer u zout in water oplost, breekt het in natrium- en chloride-ionen. Als je al het water zou afkoken, zouden de ionen zich vermengen tot vast zout. Er is echter geen gevaar voor het koken van de NaCl: het kookpunt van natriumchloride is 2575 graden Fahrenheit of 1413 graden Celcius. Zout heeft, net als andere ionische vaste stoffen, een extreem hoog kookpunt.