Эбулиоскопия

Эбулиоскопия (от лат. ebulio — вскипаю) — метод исследования растворов, основанный на измерении повышения их температуры кипения по сравнению с чистым растворителем. Используется для определения молекулярной массы растворенного вещества, активности растворителя, степени диссоциации (или изотонического коэффициента).

Температура кипения жидкости — такая температура, при которой давление пара над жидкостью равно внешнему давлению. В то же время давление пара над раствором нелетучего вещества практически полностью определяется давлением пара растворителя и, в соответствии с законом Рауля, может быть выражено уравнением:

$~p_1 = p_1^0\cdot x_1$

где $x_1$ — мольная доля растворителя.

Видно, что при повышении концентрации растворенного вещества давление пара над раствором будет снижаться, а следовательно, при неизменном внешнем давлении, будет расти температура кипения.

С учетом уравнения Клапейрона — Клаузиуса можно показать^[1], что изменение температуры кипения раствора ($\Delta T_{boil}$) может быть рассчитано по формуле:

$~\Delta T_{boil}= \left [ \frac {R\cdot (T_{boil}^0)^2M_1}{\Delta H_{boil} \cdot 1000} \right ] \cdot n_2$

где $\Delta H_{boil}$ — энтальпия испарения;

$M_1$ — молярная масса растворителя;

$n_2$ — моляльная концентрация растворенного вещества.

Дробь в квадратных скобках в этом выражении зависит только от свойств растворителя — это так называемая эбулиоскопическая константа растворителя $\varepsilon$. Она равна повышению температуры кипения одномоляльного раствора.

Если известны изменение температуры кипения и концентрация раствора, можно определить молярную массу растворенного вещества:

$~M_2=\varepsilon \cdot \frac{a}{\Delta T_{boil}}$

где a — число грамм растворенного вещества на 1000 г растворителя. Этот метод применим для разбавленных растворов нелетучих веществ и неэлектролитов.

Эбулиоскопический метод позволяет судить о состоянии вещества в растворах электролитов, так как для последних:

$~\Delta T_{boil} = \varepsilon \cdot i \cdot n_2$;

где i — изотонический коэффициент.

С помощью эбулиоскопии можно определить и активность растворителя, в соответствии с формулой^[2]:

$~\ln a_1 = - \frac{\Delta H_{boil}}{RT_{boil}^0T_{boil}}\Delta T_{boil}$

См. также

Криоскопия

Литература

1. ↑ Патров Б. В., Сладков И. Б. Физическая химия. Ч. 1 : учеб. пособие. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. — 127 с.
2. ↑ Краснов К. С., Воробьев Н. К., Годнев И. Н. и др. Физическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика: Учеб. для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1995. — 512 с. — ISBN 5-06-002913-1

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.