Растворы, по сравнению с чистым растворителем, кипят при более высокой температуре.
Разность между температурами кипения раствора Тк и чистого растворителя при одном и том же внешнем давлении рвн зависит от моляльной концентрации m растворенного вещества:
(1) – для разбавленных растворов неэлектролитов,
– для разбавленных растворов электролитов,
где E – эбуллиоскопическая постоянная растворителя; i – изотонический коэффициент, , где α – степень диссоциации электролита; n – число ионов, образующихся при диссоциации одной молекулы.
Растворы, по сравнению с чистым растворителем, замерзают при более низкой температуре.
Разность между температурами замерзания чистого растворителя и раствора Тз зависит от моляльной концентрации m растворенного вещества:
(2) – для разбавленных растворов неэлектролитов,
– для разбавленных растворов электролитов,
где K – криоскопическая постоянная растворителя.
Моляльная концентрация m – число моль растворенного вещества в 1000 г растворителя:
(3) ,
где g1, g2 – масса (навеска) растворителя и растворенного вещества соответственно, г; n2, M2 – число моль и молярная масса (г/моль) растворенного вещества.
Индекс 1 относится к растворителю, индекс 2 – к растворенному веществу.
Пример 3. Температура кипения раствора, содержащего 64 г метанола (Мr = 32) в 500 г воды (Е(Н2О) = 0,52 град×кг/моль), равна _____ °С. Варианты ответов: 1) 100; 2) 102,08; 3) 97,92; 4) 104,16.
Метанол не является электролитом, поэтому воспользуемся формулой (1). Моляльная концентрация раствора равна:
разность между температурами кипения чистого растворителя (воды) и раствора , температура кипения раствора °С.
Ответ: 102,08 °С.
Пример 4. В 250 г воды растворен неэлектролит с молярной массой 340 г/моль. Раствор замерзает при
-0,28 °С. Криоскопическая постоянная воды К = 1,86 град×кг/моль. Масса вещества в растворе составляет __ г.
Варианты ответов: 1) 12,8; 2) 163,2; 3) 12800; 4) 45,8.
По формуле (2) рассчитаем моляльную концентрацию раствора: . Зная моляльную концентрацию, можно легко рассчитать массу растворенного вещества (формула (3)):
Ответ: 12,8 г.