Esercizi sull’innalzamento ebullioscopico

Si propongono esercizi sull’innalzamento ebullioscopico sia di elettroliti per i quali si deve tenere conto dell’indice di van’t Hoff che per non elettroliti.

Negli esercizi sull’innalzamento ebullioscopico è inoltre necessario conoscere la costante ebullioscopica del solvente e la sua temperatura di ebollizione.

L’innalzamento ebullioscopico, unitamente all’abbassamento crioscopico, pressione osmotica e abbassamento della tensione di vapore sono proprietà colligative delle soluzioni. Esse che dipendono solo dal numero di particelle di soluto nella soluzione e non dal tipo di soluto

L’innalzamento ebullioscopico si calcola dalla formula:

ΔT = m · Keb· i

Dove:

m è la molalità della soluzione

Keb è la costante ebullioscopica del solvente

i è l’indice di van’t Hoff

Poiché la molalità ha come unità di misura mol/kg, la temperatura si esprime in °C e i, è un numero adimensionale, l’unità di misura di Keb è °C· kg/mol

Tabella

Le costanti Kb e le temperature di ebollizione sono proprietà caratteristiche che dipendono dall’identità del solvente. Si riportano in tabella i valori di Keb e di Teb di alcuni solventi

Solvente Keb Temperatura di ebollizione °C
Acqua 0.512 100.00
Acetone 1.80 56.08
Benzene 2.53 80.1
Acido acetico 3.22 117.9
Cloroformio 3.63 61.26
Anilina 3.82 184.1
Tetracloruro di carbonio 5.03 76.72
Nitrobenzene 5.24 210.9

 

Esercizi

Calcolo della temperatura di ebollizione

Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione 0.330 m di un non elettrolita non volatile in benzene.

Applicando la formula ΔT = m · Keb· i e, tenendo conto che per i non elettroliti i = 1 si ha

ΔT = 0.330 · 2.73 = 0.835

La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 80.1 + 0.835 = 80.9 °C

Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione contenente 92.1 g di I2  in 800.0 g di cloroformio, assumendo che lo iodio non sia volatile.

Per calcolare la molalità della soluzione si devono conoscere le moli di iodio. La massa molare di I2 vale 126.90447 · 2 =253.80894 g/mol

moli di I2 = 92.1 g/253.80894 g/mol = 0.363

La molalità vale:

m = 0.363 mol/0.8000 kg =0.454

ΔT = 0.454 · 3.63 = 1.65

La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 61.26 + 1.65 = 62.91 °C

Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione acquosa contenente 1.50 moli di NaI in 1.25 kg di acqua

La molalità della soluzione è pari a:

m = 1.50 mol/ 1.25 kg = 1.20

Lo ioduro di sodio, come tutti i sali di sodio è un elettrolita forte che si dissocia totalmente nei suoi ioni:

NaI → Na+ + I

Pertanto l’indice di van’t Hoff vale 2

ΔT = 1.20 · 0.512 · 2 = 1.23

La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 100.00 + 1.23 = 101.23 °C

Calcolo della massa molare

Una soluzione acquosa di un non elettrolita che contiene 30.0 g di soluto solubilizzati in 250 g di acqua ha una temperatura di ebollizione di 101.04 °C. Calcolare la massa molare del soluto

ΔT = 101.04 – 100.00 = 1.04

ΔT = m · Keb

Pertanto

m = 1.04/ 0.512 = 2.03

2.03 = moli soluto / 0.250 kg

Moli soluto = 0.508

Massa molare = 30.0 g/0.508 mol = 59.1 g/mol

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