Sobiesław Torliński 24.11.2001

Ćwiczenie 11

EBULIOMETRYCZNE WYZNACZANIE:

1. MASY MOLOWEJ NIEELEKTROLITÓW LUB

2. WSPÓŁCZYNNIKA OSMOTYCZNEGO MOCNYCH ELEKTROLITÓW

P

1 atm

ΔT_k ΔT_w

Rys. Krzywe równowagi ciecz - para i ciecz - ciało stałe dla roztworu i czystego rozpuszczalnika.

Temperatura wrzenia, jak wynika z rysunku, będzie dla roztworu doskonałego zawsze wyższa niż dla czystego rozpuszczalnika, bowiem punkt wrzenia dana ciecz osiąga wówczas, gdy jej całkowita prężność pary zrówna się z ciśnieniem atmosferycznym.

ΔTw = Kwm

podstawowe równanie ebuliometrii, gdzie:

K_w =

Nosi nazwę stałej ebuliometrycznej i jest wielkością charakterystyczną dla danego rozpuszczalnika. Do wyrażenia na K_w wchodzą: T₁ - temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika, M₁ - jego masa cząsteczkowa, ΔH_w - molowe ciepło parowania rozpuszczalnika, R - stała gazowa.

Ciśnienie osmotyczne

Jeżeli mamy dwa roztwory o różnych stężeniach, to potencjał chemiczny rozpuszczalnika w roztworze o mniejszym stężeniu jest wyższy. Przy zetknięciu się takich roztworów będzie zachodzić samorzutny proces przechodzenia rozpuszczalnika z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o większym stężeniu. To samo zaobserwuje się w przypadku czystego rozpuszczalnika i roztworu. Tą tendencję można zauważyć zamykając pod kloszem dwa naczynia: zawierające roztwór i rozpuszczalnik. Prężność pary nad rozpuszczalnikiem jest wyższa niż nad roztworem, wobec tego zachodzić będzie proces stałego parowania znad czystego rozpuszczalnika i kondensacji pary w naczyniu z roztworem. Proces będzie przebiegać aż do zaniku czystego rozpuszczalnika. Końcowym efektem będzie rozcieńczenie roztworu.

Jeżeli teraz zetkniemy rozpuszczalnik z roztworem poprzez błonę półprzepuszczalną, by mogły przez nią przenikać tylko cząsteczki rozpuszczalnika, zaobserwujemy analogiczny samorzutny proces rozcieńczania roztworu. Na powierzchnię błony od strony rozpuszczalnika działa ciśnienie, zwane osmotycznym, które jest tym większe, im większa jest różnica stężeń.

ogólne równanie na ciśnienie osmotyczne

Jednakże najczęściej stosowanym równaniem na ciśnienie osmotyczne jest równanie van't Hoffa:

gdzie c jest stężeniem wyrażonym w molach na dm³ roztworu

Literatura:

„Chemia fizyczna” - Sobczyk, Kisza, PWN W - wa, 1977

„Chemia fizyczna” - Pigoń, Ruziewicz, PWN - wa, 1980

Wykaz substancji chemicznych stosowanych w zadaniu:

1. chlorek sodu

2. azotan potasu

3. azotan sodu

4. siarczan sodu

5. chlorek amonu

6. siarczan amonu

7. mocznik

8. tiomocznik

Oświadczenie:

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk wyżej wymienionych substancji i znane mi są właściwości tych substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nimi oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

Zestawienie wyników:

Nr roztworu	m [kg]	m [mol/kg]	ΔTW [K]	i	g
1	1,03312∗10^-3	0,30632	0,22	1,776	0,888
2	0,97682∗10^-3	0,46251	0,425	3,629	1,815
3	1,07595∗10^-3	0,71009	0,655	5,078	2,539
4	1,00941∗10^-3	0,94237	0,89	7,354	3,677

B = 0,07435 kg

M_T = 0,05845 kg / mol

K_W = 0,521 K∗kg∗mol ^-1

Wnioski:

Po dodaniu kolejnych naważek mocnego elektrolitu o masie ok. 1 g, wzrastała różnica temperatur wrzenia czystej wody oraz wody z rozpuszczonym elektrolitem.

---